JP2008082295A - Abnormality diagnostic device of exhaust gas sensor - Google Patents

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Takehiro Shirosaki
剛博 城向
Yutaka Sawada
裕 澤田
Yasushi Iwasaki
靖志 岩▲崎▼
Masaya Kawamichi
雅也 川路
Takashi Matsui
貴志 松井
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Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
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Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely detect abnormality of an air-fuel ratio sensor even when dispersion is generated, depending on a condition in the detection, in a reverse current detected in applying a reverse voltage to the air-fuel ratio sensor. <P>SOLUTION: This abnormality diagnostic device of an exhaust gas sensor is provided with: a reverse voltage application means applying a reverse voltage between both an atmosphere-side electrode and an exhaust-side electrode of the exhaust gas sensor to set the potential of the exhaust-side electrode higher than the potential of the atmosphere side electrode; and a reverse voltage detection means detecting a reverse current flowing between both the electrodes with the application of the reverse voltage. The abnormality diagnostic device detects the reverse current during the reverse voltage application, and abnormality of the exhaust gas sensor according to the atmospheric pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、排気ガスセンサの異常診断装置に関する。更に具体的には、排気ガスセンサに生じる素子割れを検出する異常診断装置に関するものである。   The present invention relates to an abnormality diagnosis device for an exhaust gas sensor. More specifically, the present invention relates to an abnormality diagnosis device that detects element cracks that occur in an exhaust gas sensor.

特開２００４−３５３４９４号公報には、排気空燃比に応じた出力を発する空燃比センサの制御装置が開示されている。この装置における空燃比センサは、排気通路とは隔離された大気層内で大気に接する大気側電極と、排気通路内に晒されて排気ガスに接する排気側電極と、これらの電極の間に配置された酸素イオン導電性固体電解質層とを備えている。大気側電極と排気側電極とにはそれぞれ電極ラインが接続され、空燃比検出時には、大気側電極の電位が高くなるように両電極間に正電圧が印加される。その結果、空燃比センサの排気側電極と大気側電極との間に、排気ガスと大気との酸素濃度の差に応じたセンサ電流が流れる。従って、センサ電流を検出することにより、排気ガスの空燃比が求められる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-353494 discloses an air-fuel ratio sensor control device that generates an output corresponding to an exhaust air-fuel ratio. The air-fuel ratio sensor in this apparatus is arranged between an atmosphere side electrode that comes into contact with the atmosphere in an air layer isolated from the exhaust passage, an exhaust side electrode that is exposed to the exhaust passage and comes into contact with the exhaust gas, and these electrodes. And an oxygen ion conductive solid electrolyte layer. Electrode lines are connected to the atmosphere-side electrode and the exhaust-side electrode, respectively, and a positive voltage is applied between the two electrodes so that the potential of the atmosphere-side electrode becomes high when the air-fuel ratio is detected. As a result, a sensor current corresponding to the difference in oxygen concentration between the exhaust gas and the atmosphere flows between the exhaust side electrode and the atmosphere side electrode of the air-fuel ratio sensor. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas is obtained by detecting the sensor current.

また、上記従来技術の装置は空燃比センサの大気層内に通じる素子割れ（クラック）の発生を検出する手段を有する。具体的に、この装置では、空燃比センサのクラック検出の際、正電圧とは逆に排気側電極の電位が高くなるように両電極間に逆電圧を印加する。その結果、空燃比センサには、大気側電極が接する大気層中の酸素濃度に応じたセンサ電流（逆電流）が流れる。ここで、空燃比センサに、大気層に通じるクラックが発生している場合には、そのクラックから排気ガスが大気層内に浸入しているため、大気層内の酸素濃度が大気よりも低くなっているものと考えられる。従って逆電圧の印加時にクラックが発生している空燃比センサに流れる逆電流は、正常な空燃比センサに流れる逆電流、すなわち大気の酸素濃度に応じた逆電流よりも小さなものとなる。従って、上記従来技術においては、大気中の酸素濃度に応じて正常な空燃比センサに流れる逆電流の範囲を基準範囲として、空燃比センサに逆電圧を印加した際に検出される逆電流が、この基準範囲の最低値よりも小さい場合に、空燃比センサにクラックが発生しているものと判断している。   Further, the above prior art device has means for detecting the occurrence of element cracks that lead to the air layer of the air-fuel ratio sensor. Specifically, in this apparatus, when a crack of the air-fuel ratio sensor is detected, a reverse voltage is applied between both electrodes so that the potential of the exhaust-side electrode becomes higher as opposed to the positive voltage. As a result, a sensor current (reverse current) corresponding to the oxygen concentration in the atmospheric layer in contact with the atmosphere side electrode flows through the air-fuel ratio sensor. Here, if the air-fuel ratio sensor has a crack that leads to the atmospheric layer, the exhaust gas has entered the atmospheric layer from the crack, so the oxygen concentration in the atmospheric layer is lower than that in the atmospheric air. It is thought that. Accordingly, the reverse current flowing through the air-fuel ratio sensor in which cracks are generated when the reverse voltage is applied is smaller than the reverse current flowing through the normal air-fuel ratio sensor, that is, the reverse current according to the oxygen concentration in the atmosphere. Therefore, in the above prior art, the reverse current detected when a reverse voltage is applied to the air-fuel ratio sensor, with the range of the reverse current flowing through the normal air-fuel ratio sensor as a reference range according to the oxygen concentration in the atmosphere, When it is smaller than the minimum value of the reference range, it is determined that a crack has occurred in the air-fuel ratio sensor.

特開２００４−３５３４９４号公報JP 2004-353494 A 特開２００３−１４６８３号公報JP 2003-14683 A 特許第３５６２０３０号Japanese Patent No. 3562030 特許第３６５６５０１号Japanese Patent No. 3656501 特開２００５−５５２７９号公報JP 2005-55279 A

上記のように従来技術においては、逆電圧を印加して逆電流を検出し、予め設定された基準範囲の値と比較することで、空燃比センサの異常の有無を判断している。ここで異常の判定の基準となる基準範囲は、逆電圧を印加した場合に正常な空燃比センサに流れる逆電流の出力として予想される範囲の値であり、予め装置に記憶されたものである。しかしながら、空燃比センサの逆電流には、その検出時の大気圧の違いによるばらつきが生じることが考えられる。   As described above, in the prior art, a reverse voltage is applied to detect a reverse current, and the presence / absence of an abnormality in the air-fuel ratio sensor is determined by comparison with a preset reference range value. Here, the reference range serving as a criterion for determining abnormality is a value of a range expected as an output of a reverse current flowing in a normal air-fuel ratio sensor when a reverse voltage is applied, and is stored in advance in the apparatus. . However, it is considered that the reverse current of the air-fuel ratio sensor varies due to the difference in atmospheric pressure at the time of detection.

従って、空燃比センサの逆電流の範囲が上記の基準範囲から外れた場合に、その基準範囲からのズレが、大気層への排気ガスの混入に起因するものではなく、大気圧の違いによるバラツキの影響によるものである場合がある。このような場合、上記従来技術のように、予め想定された基準範囲を一定の判定値として用いて異常判定を行うこととすると大気圧のバラツキの影響により、クラックの有無について誤判定がなされる事態が生じ得る。しかし、その基準範囲からのズレが、クラックによる大気層への排気ガスの混入に起因するものであるか、大気圧のバラツキに起因するものであるかを判別することは困難である。   Therefore, when the range of the reverse current of the air-fuel ratio sensor deviates from the above reference range, the deviation from the reference range is not caused by the mixture of exhaust gas into the atmosphere layer, but varies due to the difference in atmospheric pressure. May be due to the effects of In such a case, if the abnormality determination is performed using the reference range assumed in advance as a constant determination value as in the above-described prior art, the presence / absence of a crack is erroneously determined due to the influence of variations in atmospheric pressure. Things can happen. However, it is difficult to determine whether the deviation from the reference range is caused by the mixture of exhaust gas into the atmosphere due to cracks or the variation in atmospheric pressure.

従って、本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、検出時の大気圧の違いにより生じる排気ガスセンサの出力バラツキによる誤判定を防ぎ、より正確に排気ガスセンサの異常を検出できるように改良した排気ガスセンサの異常診断装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and prevents erroneous determination due to exhaust gas sensor output variations caused by differences in atmospheric pressure during detection, and more accurately detects abnormalities in the exhaust gas sensor. An object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device for an exhaust gas sensor which is improved as possible.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、排気ガスセンサの異常診断装置であって、
排気ガスセンサの大気側電極の電位より排気側電極の電位が高くなるように両電極間に逆電圧を印加する逆電圧印加手段と、
前記逆電圧の印加に伴って前記両電極間を流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
前記大気側電極に供給される大気圧を検出する大気圧検出手段と、
前記逆電流と、前記大気圧とに応じて、前記排気ガスセンサの異常を検出する異常検出手段と、
を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention is an exhaust gas sensor abnormality diagnosis device,
Reverse voltage applying means for applying a reverse voltage between both electrodes so that the potential of the exhaust side electrode is higher than the potential of the atmosphere side electrode of the exhaust gas sensor;
Reverse current detection means for detecting a reverse current flowing between the electrodes in accordance with the application of the reverse voltage;
Atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure supplied to the atmosphere side electrode;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the exhaust gas sensor according to the reverse current and the atmospheric pressure;
It is characterized by providing.

第２の発明は、第１の発明において、前記逆電流を、前記大気圧に応じて補正した補正逆電流を演算する補正逆電流演算手段を、更に備え、
前記異常検出手段は、前記補正逆電流に応じて、前記排気ガスの異常を検出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the first aspect further includes a corrected reverse current calculation means for calculating a corrected reverse current obtained by correcting the reverse current according to the atmospheric pressure.
The abnormality detecting means detects an abnormality of the exhaust gas according to the corrected reverse current.

第３の発明は、第２の発明において、前記補正逆電流演算手段は、前記大気圧が低い場合ほど、前記逆電流の大きさが大きな値となるように補正することを特徴とする。   A third invention is characterized in that, in the second invention, the corrected reverse current calculation means corrects so that the magnitude of the reverse current becomes larger as the atmospheric pressure is lower.

第４の発明は、第１の発明において、前記逆電圧印加中における前記逆電流の変化量を、前記大気圧に応じて補正した補正変化量を演算する補正変化量演算手段を、更に備え、
前記異常検出手段は、前記補正変化量に基づいて、前記排気ガスセンサの異常を検出することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the apparatus further comprises a correction change amount calculating means for calculating a correction change amount obtained by correcting the change amount of the reverse current during application of the reverse voltage according to the atmospheric pressure.
The abnormality detecting means detects an abnormality of the exhaust gas sensor based on the correction change amount.

第５の発明は、第４の発明において、前記補正変化量演算手段は、前記大気圧が低い場合ほど、前記変化量が小さな値となるように補正することを特徴とする。   A fifth invention is characterized in that, in the fourth invention, the correction change amount calculating means corrects the change amount so as to become a smaller value as the atmospheric pressure is lower.

第６の発明は、第４または第５の発明において、前記逆電気印加中の、第１時刻における第１逆電流の、前記第１時刻より後の第２時刻における第２逆電流に対する割合である逆電流比を、前記変化量として演算する逆電流比演算手段を、更に備えることを特徴とする。   A sixth invention is the ratio of the first reverse current at the first time to the second reverse current at the second time after the first time during the reverse electricity application in the fourth or fifth invention. The apparatus further includes reverse current ratio calculation means for calculating a certain reverse current ratio as the amount of change.

第７の発明は、第１の発明において、前記大気圧に応じて、前記排気ガスセンサの異常の有無の判定に用いる判定値を設定する判定値設定手段を、更に備え、
前記異常検出手段は、前記逆電流の大きさと、前記判定値とを比較して、前記排気ガスセンサの異常を検出することを特徴とする。 According to a seventh invention, in the first invention, there is further provided judgment value setting means for setting a judgment value used for judging whether or not the exhaust gas sensor is abnormal according to the atmospheric pressure,
The abnormality detection means detects the abnormality of the exhaust gas sensor by comparing the magnitude of the reverse current and the determination value.

第８の発明は、第７の発明において、前記判定値設定手段は、前記大気圧が低い場合ほど、前記判定値が小さな値となるように、前記判定値を設定することを特徴とする。   An eighth invention is characterized in that, in the seventh invention, the judgment value setting means sets the judgment value such that the judgment value becomes smaller as the atmospheric pressure is lower.

第９の発明は、第１の発明において、前記大気圧に応じて、前記排気ガスセンサの異常の有無の判定に用いる判定値を設定する判定値設定手段を、更に備え、
前記異常検出手段は、前記逆電圧印加中の前記逆電流の変化量と、前記判定値とを比較して、前記排気ガスセンサの異常を検出することを特徴とする。 According to a ninth invention, in the first invention, there is further provided determination value setting means for setting a determination value used for determining whether or not the exhaust gas sensor is abnormal according to the atmospheric pressure,
The abnormality detection means detects an abnormality of the exhaust gas sensor by comparing a change amount of the reverse current during application of the reverse voltage with the determination value.

第１０の発明は、第９の発明において、前記判定値設定手段は、前記大気圧が低い場合ほど、前記判定値が大きな値となるように、前記判定値を設定することを特徴とする。   According to a tenth aspect, in the ninth aspect, the determination value setting means sets the determination value such that the determination value becomes larger as the atmospheric pressure is lower.

第１１の発明は、第９または１０の発明において、前記逆電気印加中の、第１時刻における第１逆電流の、前記第１時刻より後の第２時刻における第２逆電流に対する割合である逆電流比を、前記変化量として演算する逆電流比演算手段を、更に備えることを特徴とする。   An eleventh aspect of the invention is the ratio of the first reverse current at the first time to the second reverse current at the second time after the first time during the reverse electricity application in the ninth or tenth invention. The apparatus further comprises reverse current ratio calculation means for calculating the reverse current ratio as the amount of change.

第１２の発明は、第１から第１１のいずれかの発明において、
前記大気圧が、基準気圧以上であるか否かを判定する大気圧判定手段と、
前記大気圧が、前記基準気圧以上であることが認められない場合に、前記逆電圧の印加を禁止する逆電圧印加禁止手段と、
を、更に備えることを特徴とする。 In a twelfth aspect of the invention based on any one of the first to eleventh aspects of the invention,
Atmospheric pressure determination means for determining whether the atmospheric pressure is equal to or higher than a reference atmospheric pressure;
Reverse voltage application prohibiting means for prohibiting application of the reverse voltage when the atmospheric pressure is not recognized to be higher than the reference atmospheric pressure;
Is further provided.

第１３の発明は、第１から第１２のいずれかの発明において、
逆電圧印加開始からの経過時間を印加時間として検出する印加時間検出手段と、
前記印加時間が、基準時間以上となったか否かを判定する印加時間判定手段と、
前記印加時間が、前記基準時間以上となったことが認められた場合に、前記逆電流の検出を許可する逆電流検出許可手段と、
を、更に備えることを特徴とする。 In a thirteenth invention according to any one of the first to twelfth inventions,
Application time detection means for detecting the elapsed time from the start of reverse voltage application as the application time;
Application time determination means for determining whether or not the application time is equal to or greater than a reference time;
Reverse current detection permission means for permitting detection of the reverse current when it is recognized that the application time is equal to or longer than the reference time;
Is further provided.

第１４の発明は、第１から第１３のいずれかの発明において、
内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量が、基準吸入空気量以上であるか否かを判定する吸入空気量判定手段と、
前記吸入空気量が、前記基準吸入空気量以上であると判定された場合に、前記逆電圧の印加を許可する逆電圧印加許可手段と、
を、更に備えることを特徴とする。 In a fourteenth aspect based on any one of the first to thirteenth aspects,
Intake air amount detection means for detecting the intake air amount of the internal combustion engine;
An intake air amount determination means for determining whether or not the intake air amount is greater than or equal to a reference intake air amount;
Reverse voltage application permission means for permitting application of the reverse voltage when the intake air amount is determined to be equal to or greater than the reference intake air amount;
Is further provided.

第１５の発明は、第１から第１３のいずれかの発明において、
内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量が、基準吸入空気量以上であるか否かを判定する吸入空気量判定手段と、
前記吸入空気量が、前記基準吸入空気量以上であると判定されてからの、吸入空気の積算量の演算を行う積算量演算手段と、
前記積算量が、基準積算量以上であるか否かを判定する積算量判定手段と、
前記積算量が、前記基準積算量以上であると判定された場合に、前記逆電圧の印加を許可する逆電圧印加許可手段と、
を、更に備えることを特徴とする。 In a fifteenth aspect based on any one of the first to thirteenth aspects,
Intake air amount detection means for detecting the intake air amount of the internal combustion engine;
An intake air amount determination means for determining whether or not the intake air amount is greater than or equal to a reference intake air amount;
Integrated amount calculation means for calculating an integrated amount of intake air after the intake air amount is determined to be equal to or greater than the reference intake air amount;
Integrated amount determination means for determining whether or not the integrated amount is equal to or greater than a reference integrated amount;
Reverse voltage application permission means for permitting application of the reverse voltage when the accumulated amount is determined to be equal to or greater than the reference accumulated amount;
Is further provided.

第１の発明によれば、排気ガスセンサの異常診断の際、排気ガスセンサの電極間に逆電圧を印加する。そして、逆電圧中に流れる逆電流と、逆電流検出の際に検出される大気圧とに応じて、排気ガスセンサの異常が検出される。ここで、逆電圧印加中の逆電流には、排気ガスセンサの大気側電極に供給される大気圧に応じた違いが現れる。従って、異常判定において、逆電流と大気圧とが考慮されることで、大気圧の影響を排除して、排気ガスセンサの異常に起因して逆電流に表れる異常を、明確に区別することができる。従って、排気ガスセンサの異常の有無に関する誤判定を減少させて、正確に排気ガスセンサの異常を検出することができる。   According to the first invention, the reverse voltage is applied between the electrodes of the exhaust gas sensor when diagnosing the abnormality of the exhaust gas sensor. Then, an abnormality of the exhaust gas sensor is detected according to the reverse current flowing during the reverse voltage and the atmospheric pressure detected when the reverse current is detected. Here, a difference corresponding to the atmospheric pressure supplied to the atmosphere side electrode of the exhaust gas sensor appears in the reverse current during application of the reverse voltage. Therefore, by considering the reverse current and the atmospheric pressure in the abnormality determination, the influence of the atmospheric pressure can be eliminated, and the abnormality that appears in the reverse current due to the abnormality of the exhaust gas sensor can be clearly distinguished. . Accordingly, it is possible to accurately detect the abnormality of the exhaust gas sensor by reducing the erroneous determination regarding the presence or absence of the abnormality of the exhaust gas sensor.

第２の発明によれば、検出された逆電流の値が、大気圧に応じて補正される。従って、より確実に、逆電流に対する大気圧の影響を排除して、排気ガスセンサの異常に起因して逆電流に表れる異常を検知することができる。従って、より正確に排気ガスセンサの異常を検出することができる。   According to the second invention, the value of the detected reverse current is corrected according to the atmospheric pressure. Therefore, the influence of the atmospheric pressure on the reverse current can be more reliably removed, and an abnormality that appears in the reverse current due to the abnormality of the exhaust gas sensor can be detected. Therefore, the abnormality of the exhaust gas sensor can be detected more accurately.

ところで、大気圧が低い場合、排気ガスセンサの大気層内の酸素分子数は少ない状態となっている。従って、大気圧が低い場合には、正常な排気ガスセンサであっても、逆電圧印加中に大気層内の酸素が不足し、逆電流の大きさが小さくなることが考えられる。この点、第３の発明によれば、大気圧が低い場合ほど、逆電流の大きさは大きくなるように補正される。従って、大気圧の差による影響を抑えて、より正確に排気ガスセンサの異常を検出することができる。   By the way, when the atmospheric pressure is low, the number of oxygen molecules in the atmospheric layer of the exhaust gas sensor is small. Therefore, when the atmospheric pressure is low, it is conceivable that even in a normal exhaust gas sensor, oxygen in the atmosphere layer becomes insufficient during reverse voltage application, and the magnitude of the reverse current becomes small. In this regard, according to the third aspect of the invention, the reverse current is corrected so as to increase as the atmospheric pressure is lower. Therefore, it is possible to detect the abnormality of the exhaust gas sensor more accurately while suppressing the influence due to the difference in atmospheric pressure.

第４の発明によれば、逆電圧印加中に排気ガスセンサの電極間に流れる逆電流の変化量を、大気圧に応じて補正した補正変化量が求められ、この補正変化量に基づいて、排気ガスセンサの異常を検出される。従って、上記のように、逆電流の変化量に対する大気圧の影響を排除することができると共に、他の検出条件の違いに起因する排気ガスセンサの出力バラツキによる影響を排除して、排気ガスセンサの異常に起因する逆電流の変化を明確に区別することができる。   According to the fourth aspect of the invention, a correction change amount obtained by correcting the change amount of the reverse current flowing between the electrodes of the exhaust gas sensor during application of the reverse voltage in accordance with the atmospheric pressure is obtained. An abnormality of the gas sensor is detected. Therefore, as described above, the influence of atmospheric pressure on the amount of change in the reverse current can be eliminated, and the influence of the exhaust gas sensor output variation caused by the difference in other detection conditions can be eliminated. It is possible to clearly distinguish the change in the reverse current caused by.

上記のように、大気圧が低い場合、排気ガスセンサの大気層内の酸素分子数は少ない状態となっている。従って、大気圧が低い場合には、正常な排気ガスセンサであっても、逆電圧印加中に大気層内の酸素が不足し、逆電流の変化量が大きくなることが考えられる。この点、第５の発明によれば、大気圧が低い場合ほど、逆電流の変化量は小さな値となるように補正される。従って、大気圧の差による影響を抑えて、より正確に排気ガスセンサの異常を検出することができる。   As described above, when the atmospheric pressure is low, the number of oxygen molecules in the atmospheric layer of the exhaust gas sensor is small. Therefore, when the atmospheric pressure is low, it is conceivable that even in a normal exhaust gas sensor, oxygen in the atmosphere layer becomes insufficient during reverse voltage application, and the amount of change in reverse current increases. In this regard, according to the fifth aspect of the invention, the lower the atmospheric pressure is, the smaller the amount of change in the reverse current is corrected. Therefore, it is possible to detect the abnormality of the exhaust gas sensor more accurately while suppressing the influence due to the difference in atmospheric pressure.

第６の発明によれば、逆電気印加中の、第１時刻における第１逆電流の、第１時刻より後の第２時刻における第２逆電流に対する割合である逆電流比を変化量として用いて、排気ガスセンサの異常の有無を検出することができる。従って、逆電圧印加中の逆電流の変化をより正確に把握して、正確に排気ガスセンサのクラック検出を行うことができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the reverse current ratio, which is the ratio of the first reverse current at the first time to the second reverse current at the second time after the first time during reverse electric application, is used as the amount of change. Thus, it is possible to detect whether the exhaust gas sensor is abnormal. Therefore, it is possible to more accurately grasp the change in the reverse current during the application of the reverse voltage and accurately detect the crack of the exhaust gas sensor.

第７の発明よれば、大気圧に応じて、排気ガスセンサの異常の有無の判定に用いる判定値が設定され、逆電圧印加中の逆電流の大きさと判定値とを比較することにより、排気ガスセンサの異常が検出される。ここで、逆電圧印加中の逆電流は、排気ガスセンサの大気側電極に供給される大気圧に応じた違いが現れる。従って、逆電流から異常を検出する場合において基準となる判定値を大気圧に応じたものとすることで、大気圧による影響を排除して、排気ガスセンサの異常によるものを明確に区別して検出することができる。従って、排気ガスセンサの異常の有無に関する誤判定を減少させて、正確に排気ガスセンサの異常を検出することができる。   According to the seventh aspect of the invention, a determination value used for determining whether or not the exhaust gas sensor is abnormal is set according to the atmospheric pressure, and the magnitude of the reverse current during the application of the reverse voltage is compared with the determination value. An abnormality is detected. Here, the reverse current during the reverse voltage application shows a difference according to the atmospheric pressure supplied to the atmosphere side electrode of the exhaust gas sensor. Therefore, when the abnormality is detected from the reverse current, the reference value corresponding to the atmospheric pressure is used to eliminate the influence of the atmospheric pressure, and the exhaust gas sensor abnormality is clearly distinguished and detected. be able to. Accordingly, it is possible to accurately detect the abnormality of the exhaust gas sensor by reducing the erroneous determination regarding the presence or absence of the abnormality of the exhaust gas sensor.

大気圧が低い場合、排気ガスセンサの大気層内の酸素分子数は少ない状態となっている。従って、正常な排気ガスセンサであっても、逆電圧印加中に大気層内の酸素が不足し、逆電流の大きさが小さくなることが考えられる。この点、第８の発明によれば、大気圧が低い場合ほど、判定値は小さな値となるように設定される。これにより、大気圧による影響を排除して、正確に排気ガスセンサの異常を検出することができる。   When the atmospheric pressure is low, the number of oxygen molecules in the atmospheric layer of the exhaust gas sensor is small. Therefore, even in a normal exhaust gas sensor, it is conceivable that oxygen in the atmosphere layer becomes insufficient during reverse voltage application, and the magnitude of the reverse current becomes small. In this regard, according to the eighth invention, the determination value is set to be smaller as the atmospheric pressure is lower. Thereby, it is possible to accurately detect the abnormality of the exhaust gas sensor by eliminating the influence of the atmospheric pressure.

第９の発明よれば、大気圧に応じて、排気ガスセンサの異常の有無の判定に用いる判定値が設定され、逆電圧印加中の逆電流の変化量と判定値とを比較することにより、排気ガスセンサの異常が検出される。ここで、逆電圧印加中の逆電流の変化量には、排気ガスセンサの大気側電極に供給される大気圧に応じた違いが現れる。従って、逆電流の変化量から異常を検出する場合において基準となる判定値を大気圧に応じたものとすることで、大気圧による影響を排除して、排気ガスセンサの異常によるものを明確に区別して検出することができる。従って、排気ガスセンサの異常の有無に関する誤判定を減少させて、正確に排気ガスセンサの異常を検出することができる。   According to the ninth aspect, a determination value used for determining whether there is an abnormality in the exhaust gas sensor is set according to the atmospheric pressure, and the exhaust gas sensor is compared by comparing the amount of change in the reverse current during application of the reverse voltage with the determination value. An abnormality of the gas sensor is detected. Here, a difference according to the atmospheric pressure supplied to the atmosphere side electrode of the exhaust gas sensor appears in the amount of change in the reverse current during application of the reverse voltage. Therefore, by determining the reference value that corresponds to the atmospheric pressure when detecting an abnormality from the amount of change in the reverse current, the influence of the atmospheric pressure is eliminated and the exhaust gas sensor abnormality is clearly distinguished. It can be detected separately. Accordingly, it is possible to accurately detect the abnormality of the exhaust gas sensor by reducing the erroneous determination regarding the presence or absence of the abnormality of the exhaust gas sensor.

大気圧が低い場合、排気ガスセンサの大気層内の酸素分子数は少ない状態となっている。従って、正常な排気ガスセンサであっても、逆電圧印加中に大気層内の酸素が不足し、逆電流の変化量が大きくなることが考えられる。この点、第１０の発明によれば、大気圧が低い場合ほど、判定値は大きな値となるように設定される。これにより、大気圧による影響を排除して、正確に排気ガスセンサの異常を検出することができる。   When the atmospheric pressure is low, the number of oxygen molecules in the atmospheric layer of the exhaust gas sensor is small. Therefore, even in a normal exhaust gas sensor, it is conceivable that oxygen in the atmosphere layer becomes insufficient during reverse voltage application, and the amount of change in reverse current increases. In this regard, according to the tenth invention, the determination value is set to be larger as the atmospheric pressure is lower. Thereby, it is possible to accurately detect the abnormality of the exhaust gas sensor by eliminating the influence of the atmospheric pressure.

第１１の発明によれば、逆電気印加中の、第１時刻における第１逆電流の、第１時刻より後の第２時刻における第２逆電流に対する割合である逆電流比を変化量として用いて、排気ガスセンサの異常の有無を検出することができる。従って、逆電圧印加中の逆電流の変化をより正確に把握して、正確に排気ガスセンサのクラック検出を行うことができる。   According to the eleventh aspect, the reverse current ratio, which is the ratio of the first reverse current at the first time to the second reverse current at the second time after the first time during reverse electric application, is used as the amount of change. Thus, it is possible to detect whether the exhaust gas sensor is abnormal. Therefore, it is possible to more accurately grasp the change in the reverse current during the application of the reverse voltage and accurately detect the crack of the exhaust gas sensor.

大気圧が低い場合、排気ガスセンサの大気層内の酸素分子数は少ない状態となるため、正常な排気ガスセンサであっても、異常を有する排気ガスセンサと同様に、逆電圧印加中の逆電流が変化する。このため、大気圧が低い場合には、逆電流又は逆電流の変化に基づいて、排気ガスセンサの異常の有無を判断することは困難となる。この点、第１２の発明によれば、大気圧が基準気圧以上であることが認められない場合には逆電圧の印加が禁止される。これにより、排気ガスセンサの異常の有無について正確な判断がされ難い状態で、排気ガスセンサの異常の診断がなされるのを回避することができ、誤判定がなされるのを防ぐことができる。   When the atmospheric pressure is low, the number of oxygen molecules in the atmosphere of the exhaust gas sensor is small, so even with a normal exhaust gas sensor, the reverse current during reverse voltage application changes as with an abnormal exhaust gas sensor. To do. For this reason, when the atmospheric pressure is low, it is difficult to determine whether the exhaust gas sensor is abnormal based on the reverse current or the change in the reverse current. In this regard, according to the twelfth aspect, application of the reverse voltage is prohibited when the atmospheric pressure is not recognized to be higher than the reference atmospheric pressure. Thus, it is possible to avoid making an exhaust gas sensor abnormality diagnosis in a state where it is difficult to make an accurate determination as to whether there is an abnormality in the exhaust gas sensor, and to prevent erroneous determination.

排気ガスセンサに逆電圧印加を開始した直後は、そのセンサ素子の内部抵抗に起因して大きな逆電流（負の大電流）が流れる場合がある。また、この場合、排気ガスセンサの正常/異常に関わらず、負の大電流に対するその後の逆電流の変化は大きなものとなる。このため、排気ガスセンサの異常を、逆電流又は逆電流の変化量に基づいて判断しようとしても正確な判断を行うことができない場合がある。この点、第１３の発明によれば逆電圧印加開始から基準時間経過後に、逆電流の検出が許可される。従って、逆電流印加直後の負の大電流に対する逆電流又はその変化量に基づいて誤判定がなされるのを防ぎ、より正確な異常診断を行うことができる。   Immediately after starting application of the reverse voltage to the exhaust gas sensor, a large reverse current (negative large current) may flow due to the internal resistance of the sensor element. Further, in this case, regardless of whether the exhaust gas sensor is normal or abnormal, the subsequent change in reverse current with respect to a large negative current is large. For this reason, there is a case where an accurate determination cannot be made even if an abnormality of the exhaust gas sensor is determined based on the reverse current or the amount of change in the reverse current. In this regard, according to the thirteenth invention, the detection of the reverse current is permitted after the reference time has elapsed since the reverse voltage application started. Accordingly, it is possible to prevent erroneous determination based on the reverse current with respect to the negative large current immediately after application of the reverse current or the amount of change thereof, and to perform more accurate abnormality diagnosis.

第１４又は第１５の発明によれば、吸入空気量あるいは吸入空気積算量が基準量以上となる場合にのみ逆電圧の印加が許可される。従って、吸入空気量が小さく排気ガスセンサに素子割れが生じていても、その素子割れ部分から大気層内に排気ガスが浸入しないほどに吸入空気量が小さい状態で、異常検出がなされるのを防ぐことができる。   According to the fourteenth or fifteenth invention, application of the reverse voltage is permitted only when the intake air amount or the intake air integrated amount is equal to or greater than the reference amount. Therefore, even if the intake air amount is small and an element crack occurs in the exhaust gas sensor, it is possible to prevent detection of an abnormality when the intake air amount is small enough that the exhaust gas does not enter the atmosphere layer from the element crack portion. be able to.

第９の発明によれば、逆電気印加中の、第１時刻における第１逆電流の、第１時刻より後の第２時刻における第２逆電流に対する割合である逆電流比を変化量として用いて、排気ガスセンサの異常の有無を検出することができる。従って、逆電圧印加中の逆電流の変化をより正確に把握して、正確に排気ガスセンサのクラック検出を行うことができる。   According to the ninth aspect, the reverse current ratio, which is the ratio of the first reverse current at the first time during the reverse electric application to the second reverse current at the second time after the first time, is used as the amount of change. Thus, it is possible to detect whether the exhaust gas sensor is abnormal. Therefore, it is possible to more accurately grasp the change in the reverse current during the application of the reverse voltage and accurately detect the crack of the exhaust gas sensor.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１において用いられる空燃比センサ１０とその周辺のシステム構成を説明するための図である。図１の空燃比センサ１０については、センサ素子部分の断面が示されている。空燃比センサ１０は、図１に示す断面構造を有するセンサ素子と、そのセンサ素子を保護するためのカバーとを備えている。空燃比センサ１０は、そのカバーに覆われたセンサ素子が排気ガスに晒されるように、内燃機関の排気通路に組み付けられる。空燃比センサ１０のカバーには、排気通路の内部を流通する排気ガスがセンサ素子に到達するように複数の通気孔が設けられている。このため、図１に示す空燃比センサ１０のセンサ素子は、周囲が排気ガスに晒された状態に置かれることになる。 Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining an air-fuel ratio sensor 10 used in the first embodiment of the present invention and its surrounding system configuration. For the air-fuel ratio sensor 10 of FIG. 1, a cross section of the sensor element portion is shown. The air-fuel ratio sensor 10 includes a sensor element having the cross-sectional structure shown in FIG. 1 and a cover for protecting the sensor element. The air-fuel ratio sensor 10 is assembled in the exhaust passage of the internal combustion engine so that the sensor element covered by the cover is exposed to the exhaust gas. The cover of the air-fuel ratio sensor 10 is provided with a plurality of vent holes so that exhaust gas flowing through the exhaust passage reaches the sensor element. For this reason, the sensor element of the air-fuel ratio sensor 10 shown in FIG. 1 is placed in a state where the surroundings are exposed to the exhaust gas.

空燃比センサ１０はヒータ層１２を有している。ヒータ層１２の内部には、センサ素子を活性温度に加熱するためのヒータ１４が埋め込まれている。図１において、ヒータ層１２の上には大気層形成部材１６が配置されている。大気層形成部材１６は、アルミナなどのセラミックスで構成されている。   The air-fuel ratio sensor 10 has a heater layer 12. A heater 14 for heating the sensor element to the activation temperature is embedded in the heater layer 12. In FIG. 1, an air layer forming member 16 is disposed on the heater layer 12. The air layer forming member 16 is made of ceramics such as alumina.

大気層形成部材１６の中央上部には、大気層１８を形成するための窪みが設けられている。大気層形成部材１６の上部には、ジルコニア等で構成された電解質層２０が配置されている。大気層１８は、大気層形成部材１６および電解質層２０により排気通路の内部空間から隔絶されており、かつ、図示しない大気孔により大気に開放されている。   A recess for forming the air layer 18 is provided at the upper center of the air layer forming member 16. An electrolyte layer 20 made of zirconia or the like is disposed on the air layer forming member 16. The atmospheric layer 18 is isolated from the internal space of the exhaust passage by the atmospheric layer forming member 16 and the electrolyte layer 20, and is opened to the atmosphere by an atmospheric hole (not shown).

電解質層２０の下面には、大気層１８に晒されるように大気側電極２２が配置されている。一方、電解質層２０の上面には排気側電極２４が配置されている。排気側電極２４は、拡散抵抗層２６により覆われている。拡散抵抗層２６は多孔質性の物質であり、排気通路を流れるガスが排気側電極２４に到達する速度を、適度に規制する働きを有している。   An atmosphere side electrode 22 is disposed on the lower surface of the electrolyte layer 20 so as to be exposed to the atmosphere layer 18. On the other hand, an exhaust side electrode 24 is disposed on the upper surface of the electrolyte layer 20. The exhaust side electrode 24 is covered with a diffusion resistance layer 26. The diffusion resistance layer 26 is a porous substance and has a function of appropriately regulating the speed at which the gas flowing through the exhaust passage reaches the exhaust side electrode 24.

空燃比センサ１０には、後述する空燃比センサ１０の異常診断装置としてのエンジンコンピュータ３０が接続されている。エンジンコンピュータ３０は後述する駆動回路を有し、この回路において空燃比センサ１０に接続されている。またエンジンコンピュータ３０には、水温センサ３２、大気圧センサ３４、エアフロメータ３６（吸入空気量検出手段）等が接続されている。エンジンコンピュータ３０は水温センサ３２の出力に基づいて内燃機関（図示せず）の冷却水の温度を検知し、大気圧センサ３４の出力に基づいて大気圧を検知し、エアフロメータ３６の出力に基づいて吸入空気量を検知することができる。   The air-fuel ratio sensor 10 is connected to an engine computer 30 as an abnormality diagnosis device for the air-fuel ratio sensor 10 described later. The engine computer 30 has a drive circuit described later, and is connected to the air-fuel ratio sensor 10 in this circuit. The engine computer 30 is connected to a water temperature sensor 32, an atmospheric pressure sensor 34, an air flow meter 36 (intake air amount detection means), and the like. The engine computer 30 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine (not shown) based on the output of the water temperature sensor 32, detects the atmospheric pressure based on the output of the atmospheric pressure sensor 34, and based on the output of the air flow meter 36. The amount of intake air can be detected.

空燃比センサ１０には、エンジンコンピュータ３０の駆動回路により、図１中に符号(i)を付して示すような正電圧と、符号(ii)を付して示すような逆電圧とが選択的に印加される。正電圧は、具体的には、大気側電極２２が排気側電極２４に比して高電位となるように印加される。この場合、大気側電極２２と排気側電極２４との間には、排気ガス中の酸素過不足量に応じたセンサ電流、つまり、排気ガスの空燃比に応じたセンサ電流が流通する。このため、そのセンサ電流を検出すれば、排気空燃比を検知することができる。   The air-fuel ratio sensor 10 is selected by the drive circuit of the engine computer 30 between a positive voltage indicated by the symbol (i) in FIG. 1 and a reverse voltage indicated by the symbol (ii). Applied. Specifically, the positive voltage is applied so that the atmosphere-side electrode 22 has a higher potential than the exhaust-side electrode 24. In this case, a sensor current corresponding to the oxygen excess / deficiency in the exhaust gas, that is, a sensor current corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas flows between the atmosphere side electrode 22 and the exhaust side electrode 24. Therefore, if the sensor current is detected, the exhaust air / fuel ratio can be detected.

逆電圧は、具体的には、排気側電極２４が大気側電極２２に比して高電位となるように印加される。この場合、大気側電極２２の表面に接している酸素がイオン化されて排気側電極２４に向けてポンピングされる。その結果、排気側電極２４と大気側電極２２との間には、大気層１８中の酸素濃度と相関を有する負の電流、つまり、逆電流が流通する。尚、ここでは、大気側電極２２から排気側電極２４に向かう電流の向きを正の方向とし、その逆方向を負の方向とする。また、実施の形態のなかで、逆電流の大きさの大小を述べる時には、特に記載しない限り、その逆電流の量自体の大小、すなわち逆電流の絶対値の大小について述べているものとする。   Specifically, the reverse voltage is applied so that the exhaust side electrode 24 has a higher potential than the atmosphere side electrode 22. In this case, oxygen in contact with the surface of the atmosphere side electrode 22 is ionized and pumped toward the exhaust side electrode 24. As a result, a negative current having a correlation with the oxygen concentration in the atmospheric layer 18, that is, a reverse current flows between the exhaust side electrode 24 and the atmospheric side electrode 22. Here, the direction of current from the atmosphere side electrode 22 to the exhaust side electrode 24 is defined as a positive direction, and the opposite direction is defined as a negative direction. In the embodiment, when the magnitude of the reverse current is described, unless otherwise specified, the magnitude of the reverse current itself, that is, the magnitude of the absolute value of the reverse current is described.

［空燃比センサの駆動回路］
図２は、エンジンコンピュータ３０内の駆動回路を表す回路図である。図２に示すように、エンジンコンピュータ３０は、空燃比センサ１０を駆動する駆動回路を備えている。この駆動回路は、空燃比センサ１０の大気側電極２２に接続される正極端子４２と、空燃比センサ１０の排気側電極２４に接続される負極端子４４を備えている。 [Air-fuel ratio sensor drive circuit]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a drive circuit in the engine computer 30. As shown in FIG. 2, the engine computer 30 includes a drive circuit that drives the air-fuel ratio sensor 10. The drive circuit includes a positive terminal 42 connected to the atmosphere-side electrode 22 of the air-fuel ratio sensor 10 and a negative terminal 44 connected to the exhaust-side electrode 24 of the air-fuel ratio sensor 10.

正極端子４２の電位は、オペアンプによるフィードバック回路により制御され、実施の形態１においては、常に正側基準電圧（3.3V）に保たれている。負極端子４４には、オペアンプを用いたフィードバック回路と、トランジスタ４６を用いたスイッチ回路とが接続されている。トランジスタ４６は、ポート３の状態に応じてON状態とOFF状態とを切り換える。負極端子４４の電位は、トランジスタ４６がOFF状態の場合は、オペアンプの機能により負側基準電圧（2.9V）に制御される。一方、トランジスタ４６がONとなると、オペアンプに対する入力電位が高まり、負極端子４４の電位が、正側基準電圧より高い逆電圧電位（3.7V程度）に上昇する。   The potential of the positive terminal 42 is controlled by a feedback circuit using an operational amplifier, and is always kept at the positive reference voltage (3.3 V) in the first embodiment. A feedback circuit using an operational amplifier and a switch circuit using a transistor 46 are connected to the negative terminal 44. The transistor 46 switches between an ON state and an OFF state according to the state of the port 3. The potential of the negative electrode terminal 44 is controlled to the negative reference voltage (2.9 V) by the function of the operational amplifier when the transistor 46 is in the OFF state. On the other hand, when the transistor 46 is turned on, the input potential to the operational amplifier increases, and the potential of the negative terminal 44 rises to a reverse voltage potential (about 3.7 V) higher than the positive reference voltage.

エンジンコンピュータ３０は、以上の通り構成されているため、ポート３をOFF状態とすることで、空燃比センサ１０に対して0.4V程度の正電圧を印加することができる。また、ポート３をON状態とすることで、空燃比センサ１０に対して0.4V程度の逆電圧を印加することができる。   Since the engine computer 30 is configured as described above, a positive voltage of about 0.4 V can be applied to the air-fuel ratio sensor 10 by setting the port 3 to the OFF state. Further, by setting the port 3 to the ON state, a reverse voltage of about 0.4 V can be applied to the air-fuel ratio sensor 10.

エンジンコンピュータ３０は、更に、ADC1、ADC2、ADC3、ADC4を有している。ADC1（逆電流検出手段）には、空燃比センサ１０を流れるセンサ電流に応じた電位が表れる。また、ADC4には、負極端子４４の電位が導かれる。このため、エンジンコンピュータ３０は、ADC1の電位を取り込むことにより、センサ素子に流れる電流を検知することができる。また、ADC4の電位を取り込むことにより、空燃比センサ１０の排気側電極２４にどのような電位が供給されているのかを検知することができる。   The engine computer 30 further includes ADC1, ADC2, ADC3, and ADC4. A potential corresponding to the sensor current flowing through the air-fuel ratio sensor 10 appears in ADC1 (reverse current detecting means). Further, the potential of the negative terminal 44 is guided to the ADC 4. Therefore, the engine computer 30 can detect the current flowing through the sensor element by taking in the potential of the ADC1. In addition, it is possible to detect what potential is supplied to the exhaust-side electrode 24 of the air-fuel ratio sensor 10 by taking in the potential of the ADC 4.

［センサ割れの判定原理］
図２に示すエンジンコンピュータ３０によれば、空燃比センサ１０に対して0.4V程度の正電圧を印加しつつ、センサ電流を検知することができる。この場合、そのセンサ電流に基づいて、排気空燃比を検知することが可能である。また、エンジンコンピュータ３０によれば、空燃比センサ１０に対して0.4V程度の逆電圧を印加しつつ、センサ電流（逆電流）を検知することができる。逆電圧印加中の逆電流は、大気層１８内部の酸素濃度と相関を有する値となる。 [Sensor crack judgment principle]
The engine computer 30 shown in FIG. 2 can detect the sensor current while applying a positive voltage of about 0.4 V to the air-fuel ratio sensor 10. In this case, the exhaust air / fuel ratio can be detected based on the sensor current. Further, the engine computer 30 can detect the sensor current (reverse current) while applying a reverse voltage of about 0.4 V to the air-fuel ratio sensor 10. The reverse current during reverse voltage application has a value correlated with the oxygen concentration inside the atmospheric layer 18.

ここで、大気層１８の内部は、空燃比センサ１０が正常である場合には、排気通路の内部空間から隔絶された状態に維持される。しかしながら、空燃比センサ１０には、大気層１８に通じる割れ（以下「クラック」とする）などが生ずることがある。空燃比センサ１０にクラックが生じていると、排気通路内を流通する既燃ガスを含む排気ガスが、クラックを伝って大気層１８内部に浸入する事態が生ずる。その結果、大気層１８内部の酸素濃度は、クラックが存在しない場合に比べて低下することとなる。   Here, when the air-fuel ratio sensor 10 is normal, the inside of the atmosphere layer 18 is maintained in a state isolated from the internal space of the exhaust passage. However, the air-fuel ratio sensor 10 may have cracks (hereinafter referred to as “cracks”) that lead to the atmospheric layer 18. If the air-fuel ratio sensor 10 is cracked, a situation occurs in which exhaust gas including burned gas flowing through the exhaust passage enters the atmosphere layer 18 through the crack. As a result, the oxygen concentration inside the atmospheric layer 18 is reduced as compared with the case where no crack exists.

空燃比センサ１０を流れる逆電流は、上記の通り、大気層１８内部の酸素濃度に応じた値となる。このため、大気層１８にクラックが存在し大気層１８内に排気ガスが混入している場合は、逆電流は、正常時に比して小さくなる。従って、エンジンコンピュータ３０は、排気ガスが排気通路を流通している環境下で、空燃比センサ１０に対して逆電圧を印加し、その結果、逆電流が正常に発生するか否かを見ることにより、空燃比センサ１０にクラックが生じているか否かを判定することができる。   As described above, the reverse current flowing through the air-fuel ratio sensor 10 has a value corresponding to the oxygen concentration inside the atmospheric layer 18. For this reason, when the crack exists in the atmospheric layer 18 and the exhaust gas is mixed in the atmospheric layer 18, the reverse current is smaller than that in the normal state. Therefore, the engine computer 30 applies a reverse voltage to the air-fuel ratio sensor 10 in an environment where exhaust gas is flowing through the exhaust passage, and as a result, sees whether or not the reverse current is normally generated. Thus, it can be determined whether or not the air-fuel ratio sensor 10 is cracked.

ここで、空燃比センサ１０を流れる逆電流の値は、様々な要因の影響を受けて変動する。例えば、逆電圧の印加時は、大気側電極２２の表面でイオン化された酸素が排気側電極２４の表面で酸素に戻されて排気通路中に放出される。ここで排気側電極２４の表面は拡散抵抗層２６により覆われているため、排気側電極２４での反応は、酸素が拡散抵抗層２６を通過する速度に律せられることになる。結局、逆電流の値は、この速度に律せられることとなり、拡散抵抗層２６の経時劣化等による影響を受け、バラツキを生じることになる。   Here, the value of the reverse current flowing through the air-fuel ratio sensor 10 varies under the influence of various factors. For example, when a reverse voltage is applied, oxygen ionized on the surface of the atmosphere-side electrode 22 is returned to oxygen on the surface of the exhaust-side electrode 24 and released into the exhaust passage. Here, since the surface of the exhaust side electrode 24 is covered with the diffusion resistance layer 26, the reaction at the exhaust side electrode 24 is limited by the speed at which oxygen passes through the diffusion resistance layer 26. Eventually, the value of the reverse current is governed by this speed, and is affected by the deterioration of the diffusion resistance layer 26 with time and the like, resulting in variations.

また、逆電圧の印加時は、大気側電極２２の表面に次々と酸素が供給されるため、逆電流は印加電圧に応じた値となる。より具体的には、逆電流は、空燃比センサ１０の内部抵抗に反比例する値となる。このため、空燃比センサ１０を流れる逆電流の値は、空燃比センサ１０の内部抵抗によりバラツキを生じることになる。また、センサの内部抵抗は、空燃比センサ１０の素子温度の変化に伴って変化するため、言い換えると、逆電流は素子温度によりバラツキを生じることとなる。   In addition, when reverse voltage is applied, oxygen is successively supplied to the surface of the atmosphere-side electrode 22, so that the reverse current has a value corresponding to the applied voltage. More specifically, the reverse current has a value that is inversely proportional to the internal resistance of the air-fuel ratio sensor 10. For this reason, the value of the reverse current flowing through the air-fuel ratio sensor 10 varies due to the internal resistance of the air-fuel ratio sensor 10. Further, since the internal resistance of the sensor changes as the element temperature of the air-fuel ratio sensor 10 changes, in other words, the reverse current varies depending on the element temperature.

ところで、クラックの影響による逆電流の低下量がどの程度であるかは、排気ガス中の既燃ガスがどの程度大気層１８に混入するかにより決せられる。従って、発生したクラックが微小であり、大気層１８に混入する既燃ガスが微量であるような場合は、クラックの生じた空燃比センサ（以下「異常センサ」とする）を流れる逆電流と、正常な空燃比センサ（以下「正常センサ」とする）を流れる逆電流との間にさほど大きな差が生じない。このような場合には、例えば、内部抵抗が大きい場合（低温時）の正常センサを流れる逆電流と、空燃比センサの内部抵抗が小さい場合（高温時）に異常センサを流れる逆電流との間にオーバーラップが発生する。従って、逆電流のみに基づいてクラックの発生の有無を検出することは必ずしも容易ではない。   By the way, how much the reverse current decreases due to the influence of cracks is determined by how much burned gas in the exhaust gas is mixed into the atmosphere layer 18. Therefore, when the generated crack is minute and the amount of burned gas mixed in the atmospheric layer 18 is small, a reverse current flowing through the cracked air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as “abnormal sensor”), There is no significant difference from the reverse current flowing through a normal air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as “normal sensor”). In such a case, for example, between the reverse current that flows through the normal sensor when the internal resistance is large (low temperature) and the reverse current that flows through the abnormal sensor when the internal resistance of the air-fuel ratio sensor is small (high temperature). Overlap. Therefore, it is not always easy to detect the presence or absence of cracks based only on the reverse current.

そこで、以下のように同一の空燃比センサに流れる逆電流を２度検出して、この逆電流の変化量に基づいて、クラック発生の有無を判断することする。図３は、逆電圧を印加した場合の、正常センサと異常センサのそれぞれに流れる逆電流を表す図である。図３において実線(a)は正常センサの出力、点線(b)は異常センサの出力を表している。   Therefore, the reverse current flowing through the same air-fuel ratio sensor is detected twice as described below, and the presence / absence of crack occurrence is determined based on the amount of change in the reverse current. FIG. 3 is a diagram illustrating reverse currents flowing through the normal sensor and the abnormal sensor when a reverse voltage is applied. In FIG. 3, the solid line (a) represents the output of the normal sensor, and the dotted line (b) represents the output of the abnormal sensor.

大気層１８にクラックが発生していない場合、大気層１８内には、常に安定して大気の酸素濃度に応じた酸素が供給される。従って、逆電圧印加開始からある程度時間が経過しても、大気側電極２２に酸素が次々に供給されるため、図３の実線(a)に示すように、逆電流の逆電圧印加中における変化は、さほど大きなものではない。   When no cracks are generated in the atmospheric layer 18, oxygen corresponding to the oxygen concentration in the atmosphere is always stably supplied into the atmospheric layer 18. Therefore, even if a certain amount of time has elapsed from the start of reverse voltage application, oxygen is successively supplied to the atmosphere-side electrode 22, so that the change in reverse current during application of the reverse voltage as shown by the solid line (a) in FIG. Is not that big.

一方、大気層１８に通じるクラックが発生している場合、大気層１８内へ排気ガスが流入するため、大気層１８内は、大気に比べて酸素濃度が小さい状態となっている。この状態で空燃比センサ１０に逆電圧が印加され、大気側電極２２から排気側電極２４への酸素のポンピングが続けられると、大気側電極２２に供給される酸素が不足した状態となり、空燃比センサ１０に流れる逆電流は次第に小さくなる。従って、空燃比センサ１０にクラックが発生している場合、図３の点線(b)に示すように、逆電圧印加開始からある程度時間が経過すると、流れる逆電流が顕著に小さくなる現象が起きると考えられる。   On the other hand, when a crack leading to the atmospheric layer 18 occurs, exhaust gas flows into the atmospheric layer 18, so that the oxygen concentration in the atmospheric layer 18 is lower than that of the atmospheric air. In this state, when a reverse voltage is applied to the air-fuel ratio sensor 10 and oxygen pumping from the atmosphere-side electrode 22 to the exhaust-side electrode 24 is continued, the oxygen supplied to the atmosphere-side electrode 22 becomes insufficient and the air-fuel ratio is reduced. The reverse current flowing through the sensor 10 gradually decreases. Therefore, when the air-fuel ratio sensor 10 is cracked, as shown by the dotted line (b) in FIG. 3, when a certain amount of time elapses from the start of reverse voltage application, a phenomenon occurs in which the flowing reverse current becomes significantly small. Conceivable.

従って、逆電圧印加開始直後の時刻T1（第１時刻）における逆電流I1（第１逆電流）と、逆電流印加開始からある程度の経過時間（基準経過時間）が経過した時刻T2（第２時刻）における逆電流I2（第２逆電流）とを検出した場合、正常センサでは、逆電流I1とI2との間に大きな差が見られないのに対して、異常センサでは逆電流I1とI2との間に大きな差がみられる。そこで、クラック検出に際しては、時刻T1における逆電流I1と時刻T2における逆電流I2とから、逆電流比I1/I2を求める。この逆電流比I1/I2は、正常センサである場合には、１に近い値となり、異常センサでは、正常センサの逆電流比より大きな値となる。従って、これを利用して、逆電流比I1/I2に基づいてクラックの発生の有無を検出することができる。   Accordingly, the reverse current I1 (first reverse current) at time T1 (first time) immediately after the start of reverse voltage application, and the time T2 (second time) when a certain amount of elapsed time (reference elapsed time) has elapsed since the start of reverse current application. When the reverse current I2 (second reverse current) is detected in the normal sensor, there is no significant difference between the reverse currents I1 and I2 in the normal sensor, whereas the reverse currents I1 and I2 in the abnormal sensor There is a big difference between the two. Therefore, when detecting a crack, the reverse current ratio I1 / I2 is obtained from the reverse current I1 at time T1 and the reverse current I2 at time T2. The reverse current ratio I1 / I2 is close to 1 when the sensor is a normal sensor, and is larger than the reverse current ratio of the normal sensor when the sensor is abnormal. Therefore, by using this, it is possible to detect the presence or absence of cracks based on the reverse current ratio I1 / I2.

このように、２度の検出値（I1、I2）の比をとることで、その空燃比センサに固有の経時劣化等によるバラツキやクラック検出時の素子温等の条件によるバラツキによる影響を取り除くことができる。つまり、空燃比センサ１０に経時劣化や検出時の条件による出力バラツキが重畳していても、その空燃比センサに逆電圧を印加している間の逆電流の変化は、そのセンサが正常であるかクラックが発生しているかによって、異なるものとなる。従って、逆電流の変化状態に基づいて、クラックの有無を判断することにより、経時劣化等による出力バラツキの影響を排除して、正確な判定を行うことができる。   In this way, by taking the ratio of the two detection values (I1, I2), it is possible to eliminate the influence due to variations due to deterioration with time inherent to the air-fuel ratio sensor, and variations due to conditions such as element temperature at the time of crack detection. Can do. In other words, even if the air-fuel ratio sensor 10 is subject to deterioration with time or output variations due to detection conditions, the change in the reverse current while the reverse voltage is applied to the air-fuel ratio sensor is normal. It depends on whether cracks are occurring. Therefore, by determining the presence or absence of cracks based on the change state of the reverse current, it is possible to eliminate the influence of output variation due to deterioration over time and perform accurate determination.

[実施の形態１の特徴的な処理]
しかし、上記のように経時劣化等による出力ズレの影響を排除して、クラック検出を行う場合であっても、大気層１８内の大気圧の影響により、正常センサと異常センサとの逆電流比が同じ範囲内に混在する場合がある。 [Characteristic processing of the first embodiment]
However, even when crack detection is performed by eliminating the influence of output deviation due to deterioration with time as described above, the reverse current ratio between the normal sensor and the abnormal sensor is affected by the atmospheric pressure in the atmospheric layer 18. May be mixed within the same range.

図４は、逆電圧を印加した場合に、正常センサと異常センサが発する逆電流を表した図である。図４において、実線(a)は大気圧が比較的高圧の場合の正常センサの出力であり、一点鎖線(b)は大気圧が比較的低圧の場合の正常センサの出力であり、点線(c)は異常センサの出力である。   FIG. 4 is a diagram showing the reverse current generated by the normal sensor and the abnormal sensor when a reverse voltage is applied. In FIG. 4, the solid line (a) is the output of the normal sensor when the atmospheric pressure is relatively high, and the alternate long and short dash line (b) is the output of the normal sensor when the atmospheric pressure is relatively low, and the dotted line (c ) Is the output of the abnormality sensor.

空燃比センサ１０にクラックが発生しておらず、大気圧が比較的高圧な状態に維持されていれば、大気層１８内には供給される大気には十分な酸素が含まれた状態となる。従って、逆電圧印加中、大気側電極２２側には酸素が次々に供給されるため、図４の実線(a)に示されるように、時刻T1における逆電流I1と時刻T2における逆電流I2とはほぼ同じ程度となり、両者に大きな差は発生しない。   If no cracks are generated in the air-fuel ratio sensor 10 and the atmospheric pressure is maintained at a relatively high pressure, the atmosphere supplied to the atmosphere layer 18 contains sufficient oxygen. . Accordingly, during the application of the reverse voltage, oxygen is successively supplied to the atmosphere side electrode 22 side. Therefore, as shown by the solid line (a) in FIG. 4, the reverse current I1 at time T1 and the reverse current I2 at time T2 Are almost the same, and there is no significant difference between the two.

しかし、大気層１８内に供給される大気圧が低い場合、大気層１８中の酸素分子の量が少ない状態となる。このため、図４の一点鎖線(b)に示すように、逆電流印加を開始してある程度時間が経過すると、大気側電極２２への酸素の供給が不足し始め、逆電流が小さくなる。従って、時刻T1における逆電流I1と時刻T2における逆電流I2との間に、ある程度大きな差が発生する。つまり、大気圧が低い場合に検出された逆電流に基づいて逆電流比I1/I2を算出すると、正常センサであっても、逆電流比I1/I2はある程度大きな値となる。   However, when the atmospheric pressure supplied into the atmospheric layer 18 is low, the amount of oxygen molecules in the atmospheric layer 18 is small. For this reason, as shown by the alternate long and short dash line (b) in FIG. 4, when a certain amount of time elapses after the reverse current application is started, the supply of oxygen to the atmosphere-side electrode 22 begins to be insufficient, and the reverse current decreases. Accordingly, there is a certain large difference between the reverse current I1 at time T1 and the reverse current I2 at time T2. That is, when the reverse current ratio I1 / I2 is calculated based on the reverse current detected when the atmospheric pressure is low, the reverse current ratio I1 / I2 becomes a large value to some extent even for a normal sensor.

異常センサにおいては、大気層１８内に排気ガスが浸入しているため、酸素濃度が低下している。つまり、大気圧の高低に関わらず、大気層１８内の酸素量は少ない状態となっている。従って、図４の点線(c)のように、異常センサに逆電圧を印加すると、逆電流は顕著に小さくなる。従って、逆電流比I1/I2は大きな値となる。   In the abnormality sensor, the exhaust gas has entered the atmospheric layer 18, and thus the oxygen concentration is reduced. That is, the amount of oxygen in the atmospheric layer 18 is small regardless of the atmospheric pressure level. Therefore, as shown by the dotted line (c) in FIG. 4, when a reverse voltage is applied to the abnormal sensor, the reverse current is significantly reduced. Therefore, the reverse current ratio I1 / I2 is a large value.

ここで、図４の一点鎖線(b)に示す大気圧が低い場合の正常センサの逆電流の変化と、点線(c)に示す異常センサの逆電流の変化とは、比較的近いものとなる。つまり、大気圧が低い時の正常センサの逆電流比I1/I2と異常センサの逆電流比I1/I2とは、比較的近い値となる場合がある。   Here, the change in the reverse current of the normal sensor when the atmospheric pressure is low as shown by the one-dot chain line (b) in FIG. 4 is relatively close to the change in the reverse current of the abnormal sensor shown in the dotted line (c). . That is, the reverse current ratio I1 / I2 of the normal sensor when the atmospheric pressure is low and the reverse current ratio I1 / I2 of the abnormal sensor may be relatively close to each other.

図５は、正常センサが発する逆電流に基づいて算出される逆電流比I1/I2と、大気層１８内の気圧との関係を説明するための図である。図５に示すように、大気圧がある程度高い場合、大気層１８内に酸素を次々に供給されるため逆電圧印加中の逆電流の変動は小さく、逆電流比I1/I2は、1に近い一定値に安定する。一方、大気圧が低い場合、逆電圧印加中に、大気側電極２２側で酸素不足が発生して逆電流が小さくなる。従って、このとき、逆電流比I1/I2は判定値を超えて大きな値となる。従って、逆電流比I1/I2と判定値とを比較することで、クラックの有無を判定すると、大気圧が低い場合には、正常センサであっても、クラック有りと判断される場合がある。   FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the reverse current ratio I1 / I2 calculated based on the reverse current generated by the normal sensor and the atmospheric pressure in the atmospheric layer 18. As shown in FIG. 5, when the atmospheric pressure is high to some extent, oxygen is successively supplied into the atmospheric layer 18, and thus the reverse current fluctuation during reverse voltage application is small, and the reverse current ratio I1 / I2 is close to 1. Stable to a constant value. On the other hand, when the atmospheric pressure is low, oxygen deficiency occurs on the atmosphere side electrode 22 side during reverse voltage application, and the reverse current becomes small. Accordingly, at this time, the reverse current ratio I1 / I2 exceeds the determination value and becomes a large value. Therefore, when the presence or absence of a crack is determined by comparing the reverse current ratio I1 / I2 and the determination value, it may be determined that there is a crack even if the sensor is normal when the atmospheric pressure is low.

つまり、図５に示す、気圧がある程度低く、逆電流比I1/I2が判定値以上となる領域（図５においては斜線部で表示）には、異常センサと正常センサと混在して存在することとなる。従って、大気層１８に供給される大気が低圧である場合、逆電流比と判定値を単に比較するだけでは、正確にクラック発生の有無の判定を行うことが困難となる。   In other words, in the region shown in FIG. 5 where the atmospheric pressure is low to some extent and the reverse current ratio I1 / I2 is equal to or greater than the judgment value (indicated by the hatched portion in FIG. 5), there is a mixture of abnormal sensors and normal sensors. It becomes. Therefore, when the atmosphere supplied to the atmosphere layer 18 is at a low pressure, it is difficult to accurately determine the presence or absence of cracks by simply comparing the reverse current ratio with the determination value.

そこで、実施の形態１では求められた逆電流比I1/I2に対して、大気圧に応じた補正を行う。図６は、逆電流比に対する補正係数と気圧との関係を表す図である。図６において、横軸は大気圧を表し、縦軸は補正係数を表している。   Therefore, in the first embodiment, the obtained reverse current ratio I1 / I2 is corrected according to the atmospheric pressure. FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the correction coefficient for the reverse current ratio and the atmospheric pressure. In FIG. 6, the horizontal axis represents atmospheric pressure, and the vertical axis represents the correction coefficient.

逆電流比I1/I2は、大気層１８内の気圧が低くなると大きくなり、気圧がある程度高くなるとほぼ一定となる傾向がある。逆電流比I1/I2に対する補正係数は、大気層１８の気圧が低い場合の逆電流比を、気圧がある程度高く確保されている場合の値に近づけるように補正する値である。従って、補正係数は、気圧が低いほど小さな値となり、気圧がある程度大きくなるとほぼ一定となる。このような補正係数と気圧との関係は、予め実験等によって求められ、コンピュータ３０に大気圧と補正係数との関係を定めたマップとして記憶される。   The reverse current ratio I1 / I2 tends to increase when the atmospheric pressure in the atmospheric layer 18 decreases, and tends to be substantially constant when the atmospheric pressure increases to some extent. The correction coefficient for the reverse current ratio I1 / I2 is a value for correcting the reverse current ratio when the atmospheric pressure of the atmospheric layer 18 is low so as to be close to the value when the atmospheric pressure is secured to some extent. Therefore, the correction coefficient becomes smaller as the atmospheric pressure is lower, and becomes almost constant when the atmospheric pressure increases to some extent. Such a relationship between the correction coefficient and the atmospheric pressure is obtained in advance by experiments or the like, and is stored in the computer 30 as a map that defines the relationship between the atmospheric pressure and the correction coefficient.

具体的な制御の際には、大気圧に応じた補正係数が求められ、検出された逆電流比I1/I2に補正係数が乗算される。その結果算出された補正逆電流比*I1/I2（補正変化量）を用いて判定値と比較し、補正逆電流比*I1/I2が判定値より大きい場合に、空燃比センサにクラックが発生しているものと判断して異常判定を行う。   In specific control, a correction coefficient corresponding to the atmospheric pressure is obtained, and the detected reverse current ratio I1 / I2 is multiplied by the correction coefficient. The corrected reverse current ratio * I1 / I2 (correction change amount) calculated as a result is compared with the judgment value. If the corrected reverse current ratio * I1 / I2 is larger than the judgment value, a crack occurs in the air-fuel ratio sensor. An abnormality is determined by determining that it is in progress.

［クラック検出の前提条件について］
ところで、空燃比センサ１０に大気層１８に通じるクラックが発生した場合、クラックを通過して大気層１８内に排気ガスが浸入するためには、排気通路内の圧力が低すぎない状態であることが必要となる。従って、実施の形態１では、異常センサのクラックから大気層１８内に確実に排気ガスが浸入した状態とするため、空燃比センサ１０が配置される排気通路内に、排気ガスがある程度の流量で流れた状態でクラックの検出を行うようにする。ここで、排気ガスの流量は、吸入空気量と相関を有するものである。従って、具体的に実施の形態１では、吸入空気量GAとその積算量ΣGAとが基準量に達したことを条件にクラックを検出することとする。 [Prerequisites for crack detection]
By the way, when a crack that leads to the atmospheric layer 18 occurs in the air-fuel ratio sensor 10, the pressure in the exhaust passage is not too low for the exhaust gas to enter the atmospheric layer 18 through the crack. Is required. Therefore, in the first embodiment, the exhaust gas surely enters the atmosphere layer 18 from the crack of the abnormal sensor, so that the exhaust gas flows at a certain flow rate in the exhaust passage where the air-fuel ratio sensor 10 is arranged. The crack is detected in the flowing state. Here, the flow rate of the exhaust gas has a correlation with the intake air amount. Therefore, specifically, in the first embodiment, a crack is detected on the condition that the intake air amount GA and its integrated amount ΣGA reach the reference amount.

図７は、空燃比センサのクラック検出開始時の条件を説明するためのタイミングチャートである。実施の形態１では、図７に示すように、吸入空気量GAが基準吸入空気量(30[g/sec])に達した時刻Tsにおいて吸入空気量GAの積算を開始する。その後、吸入空気積算量ΣGAが基準積算量(45[g])に達したことが確認された時刻Teにおいて逆電圧の印加を開始する。その後、逆電圧印加中の時刻T1、T2のそれぞれにおいて、逆電流を検出する。   FIG. 7 is a timing chart for explaining conditions at the start of crack detection of the air-fuel ratio sensor. In the first embodiment, as shown in FIG. 7, integration of the intake air amount GA is started at time Ts when the intake air amount GA reaches the reference intake air amount (30 [g / sec]). Thereafter, application of the reverse voltage is started at time Te when it is confirmed that the intake air integrated amount ΣGA has reached the reference integrated amount (45 [g]). Thereafter, the reverse current is detected at each of the times T1 and T2 during application of the reverse voltage.

図８は、実施の形態１においてエンジンコンピュータ３０がクラック検出条件の成立を判定するために行う制御のルーチンである。図８のルーチンは、後に説明するクラック検出判定のルーチンのなかで実行されるルーチンである。図８のルーチンでは、まず、検出前提条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１０）。ここでは、例えば、水温センサ３２により内燃機関の水温が検出され、この水温が内燃機関の暖機が認められる温度に達しているか否かが判定され、また、空燃比センサ１０の素子温が活性温度に達しているか否かがが判定される等により、クラック検出における前提条件が整っているか否かが判定される。   FIG. 8 is a control routine performed by the engine computer 30 in the first embodiment to determine whether the crack detection condition is satisfied. The routine of FIG. 8 is a routine executed in a crack detection determination routine described later. In the routine of FIG. 8, it is first determined whether or not the detection precondition is satisfied (S10). Here, for example, the water temperature of the internal combustion engine is detected by the water temperature sensor 32, it is determined whether or not the water temperature has reached a temperature at which warming up of the internal combustion engine is recognized, and the element temperature of the air-fuel ratio sensor 10 is activated. By determining whether or not the temperature has been reached, it is determined whether or not the preconditions for crack detection are satisfied.

ステップＳ１０に前提条件の成立が認められない場合には、クラックの有無を正確に判定できる条件が成立していないと考えられるため、この処理が終了する。一方、ステップＳ１０において検出前提条件の成立が認められた場合、現在の吸入空気量GAが、判定値30[g/sec]以上であるか否かが判定される（Ｓ１２）。ここでは、エアフロメータ３６の出力に応じて現在の吸入空気量GAが検出され、吸入空気量GAが基準吸入空気量(30[g/sec])以上であるか否かが判別される。吸入空気量GA≧30[g/sec]の成立が認められない場合には、この条件の成立が認められるまでの間、ステップＳ１２の判定の処理が繰り返し行われる。   If the establishment of the precondition is not recognized in step S10, it is considered that the condition for accurately determining the presence / absence of a crack is not established, and thus this process ends. On the other hand, when the detection precondition is satisfied in step S10, it is determined whether or not the current intake air amount GA is greater than or equal to a determination value 30 [g / sec] (S12). Here, the current intake air amount GA is detected according to the output of the air flow meter 36, and it is determined whether or not the intake air amount GA is equal to or greater than a reference intake air amount (30 [g / sec]). If the establishment of the intake air amount GA ≧ 30 [g / sec] is not recognized, the determination process of step S12 is repeatedly performed until the establishment of this condition is confirmed.

一方、吸入空気量GA≧30[g/sec]の成立が認められた場合、吸入空気積算量ΣGAの積算が開始される（ステップＳ１４）。つまり、エアフロメータから求められる吸入空気量GAが積算されて、吸入空気量GA≧30[g/sec]となってからの吸入空気積算量ΣGAが算出される。   On the other hand, when the establishment of the intake air amount GA ≧ 30 [g / sec] is recognized, the integration of the intake air integrated amount ΣGA is started (step S14). That is, the intake air amount GA obtained from the air flow meter is integrated, and the intake air integrated amount ΣGA after the intake air amount GA ≧ 30 [g / sec] is calculated.

次に、現在の吸入空気積算量ΣGAが、基準積算量(45[g])以上であるか否が判別される（Ｓ１６）。ステップＳ１６において、積算量ΣGA≧45[g]の成立が認められない場合、積算量ΣGAが45[g]以上となることが認められるまで、吸入空気量GAの積算が続けられ、ステップＳ１６の判別の処理が繰り返される。   Next, it is determined whether or not the current intake air integrated amount ΣGA is equal to or greater than a reference integrated amount (45 [g]) (S16). If the integration amount ΣGA ≧ 45 [g] is not established in step S16, the integration of the intake air amount GA is continued until the integration amount ΣGA is recognized to be 45 [g] or more. The determination process is repeated.

一方、ステップＳ１６において、積算量ΣGA≧45[g]であることが認められた場合、クラックが発生していれば、大気層１８に排気ガスが十分浸入した状態となった判断することができる。従って、続くステップＳ１８において、クラック検出条件成立が判定され、この処理が終了する。   On the other hand, if it is recognized in step S16 that the integrated amount ΣGA ≧ 45 [g], if a crack has occurred, it can be determined that the exhaust gas has sufficiently entered the atmosphere layer 18. . Accordingly, in the subsequent step S18, it is determined that the crack detection condition is satisfied, and this process is terminated.

[実施の形態１の具体的な制御のルーチンについて]
図９は、この発明の実施の形態１においてシステムが実行する具体的な制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図９に示すように、まず、検出条件判定ルーチンが実行される（Ｓ１００）。検出条件判定ルーチンは、図８のルーチンが実行されることにより実行される。次に、検出条件が成立したか否かが判定される（Ｓ１１０）。すなわち、図８のルーチンの結果、ステップＳ１８において検出条件成立の判定が行われたか否かが判定される。ステップＳ１１０において、検出条件の成立が認められない場合には、今回の処理が終了する。 [Specific Control Routine of Embodiment 1]
FIG. 9 is a flowchart for illustrating a specific control routine executed by the system in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, first, a detection condition determination routine is executed (S100). The detection condition determination routine is executed by executing the routine of FIG. Next, it is determined whether the detection condition is satisfied (S110). That is, as a result of the routine of FIG. 8, it is determined whether or not the detection condition is satisfied in step S18. In step S110, if the detection condition is not satisfied, the current process ends.

一方、ステップＳ１１０において検出条件の成立が認められた場合、次に、現在の大気圧Pが検出される（Ｓ１１２）。具体的には空燃比センサ１０付近に設置された大気圧センサ３４の出力を検出し、この出力に応じて気圧が求められる。   On the other hand, if the detection condition is satisfied in step S110, then the current atmospheric pressure P is detected (S112). Specifically, the output of the atmospheric pressure sensor 34 installed in the vicinity of the air-fuel ratio sensor 10 is detected, and the atmospheric pressure is obtained according to this output.

次に、逆電圧の印加が開始される（Ｓ１１４）。ここでは、コンピュータ３０からの制御信号によりポート３がON状態とされ、これに従ってトランジスタ３６がONとされる。その結果負極端子４４の電位が、正極端子４２の電位より高くなり、空燃比センサ１０の電極間に逆電圧が印加される。また、逆電圧の印加開始からの経過時間（印加時間）のカウントが開始される（Ｓ１１５）。   Next, application of a reverse voltage is started (S114). Here, the port 3 is turned on by a control signal from the computer 30, and the transistor 36 is turned on accordingly. As a result, the potential of the negative electrode terminal 44 becomes higher than the potential of the positive electrode terminal 42, and a reverse voltage is applied between the electrodes of the air-fuel ratio sensor 10. In addition, counting of the elapsed time (application time) from the start of application of the reverse voltage is started (S115).

次に、逆電圧印加開始後の時刻T1において逆電流I1が検出される（Ｓ１１６）。逆電流I1はADC1への出力を取り込んでこれに基づいて求めることができる。次に、逆電圧印加開始後、基準経過時間が経過したか否かが判定される（Ｓ１１８）。すなわち、逆電圧の印加開始後、正常センサである場合と異常センサである場合とで、出力に大きな差が出る程度に十分な基準経過時間が経過したか否かが判断される。なお、このような基準経過時間は、予め実験等により定められ、コンピュータ３０に記憶されている。基準経過時間の経過が認められない場合には、その経過が認められるまで、ステップＳ１１８の判定が繰り返し実行される。   Next, the reverse current I1 is detected at time T1 after the start of reverse voltage application (S116). The reverse current I1 can be obtained based on the output to the ADC1. Next, it is determined whether the reference elapsed time has elapsed after the start of reverse voltage application (S118). That is, it is determined whether or not a sufficient reference elapsed time has passed after the start of application of the reverse voltage between the normal sensor and the abnormal sensor. Note that such a reference elapsed time is determined in advance by experiments or the like and stored in the computer 30. If the passage of the reference elapsed time is not recognized, the determination in step S118 is repeatedly executed until the passage is recognized.

一方、ステップＳ１１８において、基準経過時間の経過が認められると、その時点で逆電流I2が検出される（Ｓ１２０）。両電極間に流れる電流は、ADC1の出力に基づいて求められる。その後、逆電圧の印加が止められる（Ｓ１２２）。つまり、コンピュータ３０からの制御信号によりポート３がOFF状態とされて、トランジスタ４６がOFFとされる。その結果、負極端子４４の電位が、正電圧印加時の電位にまで低下して、両電極間に印加される電圧は正電圧に切り替えられることとなる。   On the other hand, when the passage of the reference elapsed time is recognized in step S118, the reverse current I2 is detected at that time (S120). The current flowing between both electrodes is obtained based on the output of ADC1. Thereafter, the application of the reverse voltage is stopped (S122). That is, the port 3 is turned off by the control signal from the computer 30, and the transistor 46 is turned off. As a result, the potential of the negative electrode terminal 44 is lowered to the potential at the time of applying a positive voltage, and the voltage applied between both electrodes is switched to the positive voltage.

次に、逆電流比I1/I2が演算される（Ｓ１２４）。逆電流比I1/I2は、ステップＳ１１６及びＳ１２０において検出された逆電流に基づいて、逆電流I1の値を逆電流I2の値で除算することにより求められる。   Next, the reverse current ratio I1 / I2 is calculated (S124). The reverse current ratio I1 / I2 is obtained by dividing the value of the reverse current I1 by the value of the reverse current I2 based on the reverse current detected in steps S116 and S120.

次に、逆電流比I1/I2に対する補正係数が演算される（Ｓ１２６）。補正係数は、ステップＳ１１２において検出された大気圧Pに応じて、予めコンピュータ３０に記憶された気圧と補正係数との関係を定めたマップに従って求められる。その後、補正逆電流比*I1/I2が演算される（Ｓ１２８）。補正逆電流比*I1/I2は、ステップＳ１２４で演算された逆電流比I1/I2に、ステップＳ１２６で求められた補正係数を乗算することで求められる。   Next, a correction coefficient for the reverse current ratio I1 / I2 is calculated (S126). The correction coefficient is obtained according to the map that defines the relationship between the atmospheric pressure and the correction coefficient stored in advance in the computer 30 according to the atmospheric pressure P detected in step S112. Thereafter, the corrected reverse current ratio * I1 / I2 is calculated (S128). The corrected reverse current ratio * I1 / I2 is obtained by multiplying the reverse current ratio I1 / I2 calculated in step S124 by the correction coefficient obtained in step S126.

次に、補正逆電流比*I1/I2が、判定値より大きいか否かが判定される（Ｓ１３０）。判定値は、予めコンピュータ３０に記憶された値であり、センサが正常の場合の逆電流比(≒1)に誤差等を含めるある程度の余裕度を含んだ値となるように設定されている。ステップＳ１３０において補正逆電流比*I1/I2＞判定値の成立が認められた場合、空燃比センサ１０の大気層１８内に排気ガスが浸入し酸素濃度が低下しているものと考えられる。従って、空燃比センサ１０のクラック発生の判定がなされて（Ｓ１３２）、この処理が終了する。この場合には、その後、空燃比センサ１０による空燃比の検出を禁止し、空燃比センサ１０の異常を表示するなど、必要な処理が行われる。   Next, it is determined whether or not the corrected reverse current ratio * I1 / I2 is greater than a determination value (S130). The determination value is a value stored in advance in the computer 30 and is set to a value including a certain degree of margin that includes an error or the like in the reverse current ratio (≈1) when the sensor is normal. If it is confirmed in step S130 that the corrected reverse current ratio * I1 / I2> determination value is established, it is considered that the exhaust gas has entered the atmosphere layer 18 of the air-fuel ratio sensor 10 and the oxygen concentration has decreased. Accordingly, it is determined whether or not the air-fuel ratio sensor 10 has cracked (S132), and this process ends. In this case, thereafter, necessary processing such as prohibiting detection of the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor 10 and displaying an abnormality of the air-fuel ratio sensor 10 is performed.

一方、ステップＳ１３０において、補正逆電流比*I1/I2＞判定値の成立が認められない場合、空燃比センサ１０の逆電圧印加中の出力は正常センサの範囲内であると考えられる。従って、空燃比センサ１０は、正常と判定されて（Ｓ１３４）、この処理が終了する。   On the other hand, if the establishment of the corrected reverse current ratio * I1 / I2> determination value is not recognized in step S130, it is considered that the output of the air-fuel ratio sensor 10 during application of the reverse voltage is within the range of the normal sensor. Therefore, it is determined that the air-fuel ratio sensor 10 is normal (S134), and this process ends.

以上説明したように、実施の形態１によれば、空燃比センサ１０のクラックの検出を逆電流比I1/I2に応じて行う場合に、その逆電流比I1/I2に対して大気圧に応じた補正を行う。これにより、大気圧が低いために、逆電圧印加中の正常センサの出力が異常センサのように変化する場合にも、正常センサに対してクラック有りの判定がなされることを防ぐことができる。従って、より正確に空燃比センサのクラック発生を検出することができる。   As described above, according to the first embodiment, when crack detection of the air-fuel ratio sensor 10 is performed according to the reverse current ratio I1 / I2, the reverse current ratio I1 / I2 depends on the atmospheric pressure. Make corrections. Thereby, even when the output of the normal sensor during application of the reverse voltage changes like an abnormal sensor because the atmospheric pressure is low, it can be prevented that the normal sensor is determined to have a crack. Therefore, the occurrence of cracks in the air-fuel ratio sensor can be detected more accurately.

以上の実施の形態１において、駆動回路のトランジスタ３６がONとされることで、この発明の「逆電圧印加手段」が実現し、この状態においてADC1において出力を検出することで「逆電流検出手段」が実現する。また、図９のステップＳ１２６及びＳ１２８が実行されることにより、この発明の「補正変化量演算手段」が実現し、ステップＳ１３０〜Ｓ１３４が実行されることにより「異常検出手段」が実現する。また、図８のステップＳ１２が実行されることにより、この発明の「吸入空気量判定手段」が実現し、ステップＳ１４が実行されることにより「積算量演算手段」が実現し、ステップＳ１６が実行されることにより「積算量判定手段」が実現する。また図８のステップＳ１８及び図９のステップＳ１１０が実行されることにより「逆電圧印加許可手段」が実現する。   In the first embodiment described above, the transistor 36 of the drive circuit is turned on to realize the “reverse voltage applying unit” of the present invention. In this state, the ADC 1 detects the output to detect the “reverse current detecting unit”. Is realized. Further, by executing steps S126 and S128 of FIG. 9, the “correction change amount calculation means” of the present invention is realized, and by executing steps S130 to S134, “abnormality detection means” is realized. Further, by executing step S12 of FIG. 8, the “intake air amount determining means” of the present invention is realized, and by executing step S14, the “integrated amount calculating means” is realized, and step S16 is executed. As a result, “integrated amount determination means” is realized. Further, the “reverse voltage application permission means” is realized by executing step S18 of FIG. 8 and step S110 of FIG.

なお、実施の形態１では、大気圧に応じた補正係数を求め、この補正係数を逆電流比I1/I2に乗算した補正逆電流比*I1/I2を求めて、これに従って、クラック有無の判定を行う場合について説明した。しかし、この発明において、空燃比センサ１０のクラック有無の判定において、大気層１８内の気圧を考慮して判定を行う方法は、これに限るものではない。例えば、逆電流の変化量として逆電流I1とI2との差を求めて、この差に対して気圧に応じた補正を行った後、この補正値と所定の判定値をと比較することで、クラック有無の判定を行うこととすることもできる。これは、以下の実施の形態についても同様である。   In the first embodiment, a correction coefficient corresponding to the atmospheric pressure is obtained, and a correction reverse current ratio * I1 / I2 obtained by multiplying the correction coefficient by the reverse current ratio I1 / I2 is obtained. Explained the case of performing. However, in the present invention, the method for determining the presence or absence of cracks in the air-fuel ratio sensor 10 in consideration of the atmospheric pressure in the atmospheric layer 18 is not limited to this. For example, by obtaining the difference between the reverse currents I1 and I2 as the amount of change in the reverse current, and performing correction according to the atmospheric pressure for this difference, by comparing this correction value with a predetermined determination value, It can also be determined whether or not there is a crack. The same applies to the following embodiments.

また、逆電流の検出値あるいはそれに応じて求められた値に対して補正を行うものではなく、例えば、判定値を気圧に応じて設定するものであってもよい。このような場合について、以下に実施の形態１の他の例として説明する。   Further, the detection value of the reverse current or the value obtained in accordance therewith is not corrected. For example, the determination value may be set according to the atmospheric pressure. Such a case will be described below as another example of the first embodiment.

この他の例では、検出された逆電流I1、I2から算出された逆電流比I1/I2を補正せずに用い、判定値を気圧に応じて設定する点おいて上記の実施の形態１の場合と異なっている。図１０は、実施の形態１の他の例における、判定値と気圧との関係を説明するための図である。図１０において、横軸は気圧を表し、縦軸は逆電流比を表している。また、図１０の実線(a)は判定値を表し、点線(b)は正常センサの逆電流比I1/I2を表している。   In this other example, the reverse current ratio I1 / I2 calculated from the detected reverse currents I1 and I2 is used without correction, and the determination value is set according to the atmospheric pressure. It is different from the case. FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the determination value and the atmospheric pressure in another example of the first embodiment. In FIG. 10, the horizontal axis represents the atmospheric pressure, and the vertical axis represents the reverse current ratio. Further, the solid line (a) in FIG. 10 represents the determination value, and the dotted line (b) represents the reverse current ratio I1 / I2 of the normal sensor.

図１０の点線(b)に示すように、大気層の気圧が低い場合には、正常センサであっても逆電流比I1/I2は大きくなる。従って、判定値は、図１０の実線(a)に示すように、気圧が低い場合に大きな値となるように設定され、気圧がある程度高くなると、ほぼ一定の値となるように設定されている。このような判定値は、実験等によって、正常センサの発する出力に基づいて決定され、予めコンピュータ３０に記憶される。   As indicated by the dotted line (b) in FIG. 10, when the atmospheric pressure is low, the reverse current ratio I1 / I2 is large even for a normal sensor. Therefore, as shown by the solid line (a) in FIG. 10, the determination value is set to be a large value when the atmospheric pressure is low, and is set to be a substantially constant value when the atmospheric pressure is somewhat high. . Such a determination value is determined based on the output from the normal sensor through experiments or the like and stored in the computer 30 in advance.

この他の例における制御の具体的なルーチンでは、図９のステップＳ１２６〜Ｓ１２８の、補正係数を求めて補正逆電流比を算出する処理に替えて、大気圧Pに応じた判定値が設定される。そして、ステップＳ１３０の、補正逆電流比*I1/I2と判定値との比較する処理に替えて、ステップＳ１２４で求められた逆電流比I1/I2が、設定された判定値より大きくなるか否かが判別される。その結果、逆電流比I1/I2＞判定値となる場合にはクラック発生と判定され、逆電流比I1/I2≦判定値となる場合にはセンサは正常と判定される。   In a specific control routine in this other example, a determination value corresponding to the atmospheric pressure P is set instead of the process of calculating the correction reverse current ratio by obtaining the correction coefficient in steps S126 to S128 of FIG. The Then, instead of the process of comparing the corrected reverse current ratio * I1 / I2 with the determination value in step S130, whether or not the reverse current ratio I1 / I2 obtained in step S124 is larger than the set determination value. Is determined. As a result, if the reverse current ratio I1 / I2> determination value, it is determined that a crack has occurred, and if the reverse current ratio I1 / I2 ≦ determination value, the sensor is determined to be normal.

図１０に示す他の例において、大気圧に応じた判定値が設定されることで、この発明における「判定値設定手段」が実現し、逆電流比と判定値が比較されてクラックの発生が判断されることで「異常検出手段」が実現する。   In another example shown in FIG. 10, the determination value according to the atmospheric pressure is set, so that the “determination value setting means” according to the present invention is realized, and the reverse current ratio is compared with the determination value, thereby generating a crack. The “abnormality detecting means” is realized by the determination.

また、実施の形態１では、空燃比センサの経時劣化や検出時の条件の違いによる空燃比センサの出力のバラツキを排除するため、逆電流比を演算し、この逆電流比を用いてセンサの異常判定を行う場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではない。図３等に示すように、逆電流そのものを比較することによっても、ある程度、センサの異常を検出することができる。従って、異常検出においては逆電流を検出に用いるものであってもよく、例えば、逆電流に対して、他の手法により、クラック以外の要因に起因する出力を排除する補正を行ったものを、異常検出に用いてもよい。   In the first embodiment, the reverse current ratio is calculated in order to eliminate the variation in the output of the air / fuel ratio sensor due to the deterioration of the air / fuel ratio sensor over time and the difference in detection conditions, and the reverse current ratio is used to calculate the sensor current. The case where abnormality determination is performed has been described. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 3 and the like, the sensor abnormality can be detected to some extent by comparing the reverse currents themselves. Accordingly, reverse current may be used for detection in abnormality detection.For example, a reverse current corrected by other methods to eliminate output caused by factors other than cracks, You may use for abnormality detection.

なお、空燃比センサが正常であれば、逆電流の大きさは、逆電流比とは逆に、大気圧が低い場合に低くなり、大気圧が高い場合に大きなものとなる。従って、逆電流の大きさに対して、大気圧に応じた補正を行う場合には、大気圧がより低い場合に、逆電流の大きさがより大きくなるように補正する。このような処理により、この発明の「補正逆電流演算手段」が実現する。また、異常判定に用いる判定値を大気圧により補正する場合には、大気圧がより低い場合に、判定値がより小さな値となるように補正される。この処理によりこの発明の「判定値設定手段」が実現する。   If the air-fuel ratio sensor is normal, the magnitude of the reverse current is low when the atmospheric pressure is low, and is large when the atmospheric pressure is high, contrary to the reverse current ratio. Accordingly, when the correction according to the atmospheric pressure is performed on the magnitude of the reverse current, the correction is performed so that the magnitude of the reverse current becomes larger when the atmospheric pressure is lower. By such processing, the “corrected reverse current calculation means” of the present invention is realized. Further, when the determination value used for the abnormality determination is corrected by the atmospheric pressure, the determination value is corrected to be a smaller value when the atmospheric pressure is lower. This process implements the “determination value setting means” of the present invention.

また、実施の形態１では、吸入空気量GAが基準吸入空気量30[g/sec]以上となり、更に、吸入空気積算量ΣGAが基準積算量45[g]以上となった場合に、逆電圧の印加を開始する場合について説明した。しかし、この発明において、積算量を開始する基準となる基準吸入空気量は30[g/sec]に限らず、また吸入空気積算量に対する基準積算量も45[g]に限るものではない。これらの基準量は、検出するクラックの大きさ等に応じて適宜設定することができる。   In the first embodiment, when the intake air amount GA is equal to or greater than the reference intake air amount 30 [g / sec] and the intake air accumulated amount ΣGA is equal to or greater than the reference accumulated amount 45 [g], the reverse voltage The case where the application of is started has been described. However, in the present invention, the reference intake air amount serving as a reference for starting the integrated amount is not limited to 30 [g / sec], and the reference integrated amount with respect to the intake air integrated amount is not limited to 45 [g]. These reference amounts can be appropriately set according to the size of the crack to be detected.

また、実施の形態１では、吸入空気量GAが基準吸入空気量(30[g/sec])以上である場合に、更に吸入空気積算量が基準積算量以上となることで、逆電圧の印加を許可する場合について説明した。しかし、この発明において、クラック検出の開始条件はこれに限るものではなく、例えば、吸入空気量GAあるいは吸入空気積算量ΣGAのいずれか一方が、設定された基準量以上である場合に、逆電圧の印加を開始するようにしてもよい。具体的に、例えば、図８のステップＳ１２において吸入空気量が基準吸入空気量以上であることが認められた場合、ステップＳ１４、Ｓ１６を行わず、直ちに検出条件成立（Ｓ１８）とすることにより、このような制御が実現される。なお、このような吸入空気量に関する条件については、以下の実施の形態についても同様である。   In the first embodiment, when the intake air amount GA is equal to or greater than the reference intake air amount (30 [g / sec]), the reverse air voltage is applied by further increasing the intake air accumulated amount to the reference accumulated amount or more. Explained the case of permitting. However, in the present invention, the crack detection start condition is not limited to this. For example, when one of the intake air amount GA and the intake air integrated amount ΣGA is equal to or greater than a set reference amount, the reverse voltage May be started. Specifically, for example, when it is determined in step S12 in FIG. 8 that the intake air amount is equal to or greater than the reference intake air amount, steps S14 and S16 are not performed, and the detection condition is immediately satisfied (S18). Such control is realized. The conditions regarding the intake air amount are the same in the following embodiments.

なお、このような場合も、吸入空気量が基準吸入空気量以上であるか否か判定することで「吸入空気量判定手段」が実現し、その後検出条件の成立を判定し（Ｓ１８）、図９のステップＳ１１０で検出条件が成立しているか否かを判別することにより「逆電圧印加許可手段」が実現する。   In such a case as well, the “intake air amount determination means” is realized by determining whether or not the intake air amount is equal to or greater than the reference intake air amount, and thereafter, it is determined that the detection condition is satisfied (S18). The “reverse voltage application permitting means” is realized by determining whether or not the detection condition is satisfied in step S110 of FIG.

また、実施の形態１では、空燃比センサ１０のクラックの有無を判定する場合について説明したが、クラック検出の対象は、空燃比センサに限るものではなく、例えば、酸素センサ等の他の排気ガスセンサに発生したクラックについても、上記の手法を適用することにより検出することができる。これについては、以下の実施の形態についても同様である。   In the first embodiment, the case where the presence / absence of a crack in the air-fuel ratio sensor 10 is determined has been described. However, the target of crack detection is not limited to the air-fuel ratio sensor. The cracks generated in the above can also be detected by applying the above method. The same applies to the following embodiments.

また、実施の形態１では、空燃比センサ１０付近の大気圧を測定する場合について説明した。しかしこの発明はこれに限るものではなく、大気層１８内に供給される大気の圧力が推定できるものであればよい。これは、下記の実施の形態においても同様である。また、その他の部分の構成についても、特記した場合を除いて実施の形態に限るものではなく、他の構成のものであってもよい。これについては、以下の実施の形態についても同様である。   In the first embodiment, the case where the atmospheric pressure near the air-fuel ratio sensor 10 is measured has been described. However, the present invention is not limited to this, as long as the pressure of the atmosphere supplied into the atmosphere layer 18 can be estimated. The same applies to the following embodiments. Further, the configuration of other parts is not limited to the embodiment except for the case of special mention, and may have other configurations. The same applies to the following embodiments.

実施の形態２．
実施の形態２のシステムは、実施の形態１のシステムと同様の構成を有している。実施の形態１では、逆電流比I1/I2に対して気圧に応じた補正を行い、あるいは、判定値を気圧に応じて設定することで、気圧を考慮してクラック有無の判定を行う場合について説明した。これに対して、実施の形態２では、気圧が低い場合には、気圧に応じた検出値に対する補正や判定値の設定を行わず、クラック発生の検出を禁止する。 Embodiment 2. FIG.
The system of the second embodiment has the same configuration as the system of the first embodiment. In the first embodiment, the reverse current ratio I1 / I2 is corrected according to the atmospheric pressure, or the determination value is set according to the atmospheric pressure to determine the presence / absence of a crack in consideration of the atmospheric pressure. explained. On the other hand, in the second embodiment, when the atmospheric pressure is low, the detection of the crack occurrence is prohibited without correcting the detection value according to the atmospheric pressure or setting the determination value.

具体的に、実施の形態２では、図５に示す斜線の領域、すなわち、大気圧が低く正常センサの逆電流比が判定値以上となる領域での判定が禁止される。つまり、検出された大気圧Pが、基準気圧P0より小さい場合に、クラック検出を禁止するように制御する。   Specifically, in the second embodiment, the determination in the hatched area shown in FIG. 5, that is, the area where the atmospheric pressure is low and the reverse current ratio of the normal sensor is equal to or higher than the determination value is prohibited. That is, when the detected atmospheric pressure P is smaller than the reference atmospheric pressure P0, control is performed so as to prohibit crack detection.

図１１は、この発明の実施の形態２においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図１１に示すルーチンは、図９のステップＳ１１２の後に、ステップＳ２０２の処理を有する点を除いて、図９のルーチンと同じである。   FIG. 11 is a flowchart for illustrating a control routine executed by the system in the second embodiment of the present invention. The routine shown in FIG. 11 is the same as the routine of FIG. 9 except that the process of step S202 is included after step S112 of FIG.

具体的に、クラック検出条件の成立が認められ、ステップＳ１１２において現在の大気圧Pが検出された後、検出された大気圧Pが、基準気圧PO以上であるか否かが判定される（ステップＳ２０２）。基準気圧P0は、正常センサであっても検出される逆電流比I1/I2が判定値以上となると推定される範囲の最大の気圧であり、予め実験等により定められてコンピュータ３０に記憶されている。ステップＳ２０２において、大気圧P＜基準気圧POと判断された場合には、正確なクラック有無の検出ができない場合が考えられるため、今回のクラック検出は禁止され、この処理が終了する。   Specifically, the establishment of the crack detection condition is recognized, and after the current atmospheric pressure P is detected in step S112, it is determined whether or not the detected atmospheric pressure P is equal to or higher than the reference atmospheric pressure PO (step). S202). The reference atmospheric pressure P0 is the maximum atmospheric pressure in a range in which the detected reverse current ratio I1 / I2 is estimated to be equal to or higher than the determination value even if it is a normal sensor. Yes. If it is determined in step S202 that the atmospheric pressure P is smaller than the reference atmospheric pressure PO, it may be impossible to accurately detect the presence or absence of a crack. Therefore, the current crack detection is prohibited and this process ends.

一方、ステップＳ２０２において、大気圧P≧基準気圧P0であることが認められると、続くステップＳ１１４〜Ｓ１２４において、逆電圧が印加され、検出された逆電流I1、I2に基づいて逆電流比が算出される。その後、大気圧に応じて逆電流比I1/I2が補正されて補正逆電流比*I1/I2が求められ（Ｓ１２６）、ステップＳ１２８において補正逆電流比*I1/I2＞判定値であることが認められると、クラックが発生しているものと判定される（Ｓ１３２）。一方、逆電流比I1/I2≦判定値であると判定されると空燃比センサ１０は正常であると判定される（Ｓ１３４）。その後、この処理が終了する。   On the other hand, if it is determined in step S202 that the atmospheric pressure P ≧ the reference atmospheric pressure P0, a reverse voltage is applied in subsequent steps S114 to S124, and the reverse current ratio is calculated based on the detected reverse currents I1 and I2. Is done. Thereafter, the reverse current ratio I1 / I2 is corrected according to the atmospheric pressure to obtain the corrected reverse current ratio * I1 / I2 (S126), and in step S128, the corrected reverse current ratio * I1 / I2> determination value. If recognized, it is determined that a crack has occurred (S132). On the other hand, if it is determined that the reverse current ratio I1 / I2 ≦ the determination value, the air-fuel ratio sensor 10 is determined to be normal (S134). Thereafter, this process ends.

以上説明したように、実施の形態２において、気圧が低く正常センサの逆電流比が判定値を超えて大きくなるような領域での、クラックの検出を禁止する。これにより、確実に空燃比センサのクラック判定を行うことができる領域においてのみ、クラック検出を行うことができるため、より正確に空燃比センサのクラックの有無を判定することができる。   As described above, in the second embodiment, detection of cracks is prohibited in a region where the atmospheric pressure is low and the reverse current ratio of the normal sensor exceeds the determination value. Thereby, since the crack detection can be performed only in the region where the crack determination of the air-fuel ratio sensor can be reliably performed, the presence or absence of the crack of the air-fuel ratio sensor can be determined more accurately.

なお、例えば実施の形態３において、図１１のステップＳ２０２が実行されることで、この発明の「大気圧判定手段」及び「逆電圧印加禁止手段」が実現する。   For example, in the third embodiment, the “atmospheric pressure determination means” and the “reverse voltage application prohibition means” of the present invention are realized by executing step S202 of FIG.

なお、実施の形態２では、基準気圧よりも高い領域と判断され、クラックの検出を行う場合にも、逆電流比に対して気圧に応じた補正を行う場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、実施の形態１の他の例に説明したように、判定値を気圧に応じて設定するものであってよい。このように、低気圧の領域においても、更に気圧に応じた補正を行うことで、より正確にクラックの有無を判定することができる。また、例えば、基準気圧POを低く設定することで、空燃比センサの正常/異常を判断することが特に困難となる極低圧の領域でのクラック検出のみを禁止して、ある程度正確に判定できる場合には、気圧を考慮した判定を行うようにすることもできる。   In the second embodiment, the case where it is determined that the region is higher than the reference atmospheric pressure, and the crack is detected, the correction according to the atmospheric pressure is performed on the reverse current ratio. However, the present invention is not limited to this, and as described in another example of the first embodiment, the determination value may be set according to the atmospheric pressure. As described above, even in a low atmospheric pressure region, the presence or absence of a crack can be more accurately determined by performing correction according to the atmospheric pressure. In addition, for example, by setting the reference pressure PO low, it is possible to prohibit crack detection only in extremely low pressure areas where it is particularly difficult to determine whether the air-fuel ratio sensor is normal or abnormal, and to make a certain degree of accuracy. It is also possible to make a determination in consideration of the atmospheric pressure.

しかし、実施の形態２では、正常センサと異常センサとの逆電流比が混在するようになる低圧の領域でのクラック検出を禁止することができる。従って、気圧に応じた補正や判定値の設定を行わずに、通常通りにクラックの判定を行うようにするものであってもよい。具体的にこの場合には、ステップＳ２０２において、大気圧P≧基準気圧POであることが認められると、この範囲においては、正常センサであれば、逆電流比は判定値以上となると考えられるため、図１１のステップＳ１２６、Ｓ１２８は行わずに、演算された逆電流比I1/I2をそのまま用いて、ステップＳ１３０において逆電流比I1/I2と判定値とが比較され、クラック有無の判定が行われる。   However, in the second embodiment, it is possible to prohibit crack detection in a low pressure region where the reverse current ratio between the normal sensor and the abnormal sensor is mixed. Accordingly, the crack may be determined as usual without performing correction or setting of the determination value according to the atmospheric pressure. Specifically, in this case, if it is recognized in step S202 that the atmospheric pressure P ≧ the reference atmospheric pressure PO, in this range, if the sensor is a normal sensor, the reverse current ratio is considered to be greater than or equal to the determination value. 11 is not performed, and the calculated reverse current ratio I1 / I2 is used as it is, and the reverse current ratio I1 / I2 is compared with the determination value in step S130 to determine whether or not there is a crack. Is called.

実施の形態３．
実施の形態３のシステムは、図１、図２に示すシステムと同様の構成を有している。また、図１２のシステムは、逆電圧印加開始直後の短時間の間、逆電流の検出を行わない点を除いて、実施の形態１のシステムと同様の制御を行う。 Embodiment 3 FIG.
The system of the third embodiment has the same configuration as the system shown in FIGS. Further, the system of FIG. 12 performs the same control as the system of the first embodiment except that the reverse current is not detected for a short time immediately after the start of the reverse voltage application.

図１２は、この発明の実施の形態３が実行する制御について説明するための図である。図１２に示すように、空燃比センサ１０の正常/異常に関わらず、逆電圧を印加した直後の短時間、電極間には急激に大きな逆電流（負の大電流）が流れる場合がある。この負の大電流は、大気層１８内の酸素濃度に応じたものではなく、印加される電圧を正電圧から逆電圧に切り替えたときの、センサ素子の内部抵抗による影響を強く反映したものである。   FIG. 12 is a diagram for illustrating the control executed by the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, regardless of whether the air-fuel ratio sensor 10 is normal or abnormal, there may be a case where a large reverse current (a large negative current) flows suddenly between the electrodes for a short time immediately after applying the reverse voltage. This negative large current does not depend on the oxygen concentration in the atmospheric layer 18, but strongly reflects the influence of the internal resistance of the sensor element when the applied voltage is switched from the positive voltage to the reverse voltage. is there.

このような負の大電流が短時間流れた後、空燃比センサ１０の出力は大気層１８内の酸素濃度に対応した逆電流値に安定する。しかし、負の大電流が収束した後で検出される逆電流が大気層１８内の酸素濃度に応じたものとなっていても、この負の大電流と比較した場合の逆電流の変動量は、空燃比センサ１０の正常/異常に関わらず大きなものとなる。つまり、負の大電流が第1回目の検出値（逆電流I1）として用いられると、２回目の検出値である逆電流I2は、負の大電流（逆電流I1）に対して大きく変動したこととなる。このため、空燃比センサ１０の正常/異常に関わらず、逆電流比I1/I2は大きな値となり、正常センサと異常センサとの間の逆電流比の差が小さなものとなる。   After such a large negative current flows for a short time, the output of the air-fuel ratio sensor 10 is stabilized at a reverse current value corresponding to the oxygen concentration in the atmospheric layer 18. However, even if the reverse current detected after the negative large current converges is in accordance with the oxygen concentration in the atmospheric layer 18, the amount of fluctuation of the reverse current when compared to this negative large current is Regardless of whether the air-fuel ratio sensor 10 is normal or abnormal, it becomes large. In other words, when a negative large current is used as the first detection value (reverse current I1), the reverse current I2 that is the second detection value fluctuates greatly with respect to the negative large current (reverse current I1). It will be. Therefore, regardless of whether the air-fuel ratio sensor 10 is normal or abnormal, the reverse current ratio I1 / I2 is a large value, and the difference in the reverse current ratio between the normal sensor and the abnormal sensor is small.

しかし、より正確に空燃比センサ１０のクラック有無の判定を行うためには、クラックの有無による大気層１８内の酸素濃度の差を、より強く逆電流比に反映させた状態とすることが好ましい。そこで、実施の形態３では、負の大電流が流れる間、逆電流の検出を禁止し、負の大電流が逆電流比の算出に用いられないようにする。このため、逆電圧印加開始から負の大電流が流れると予想される期間が経過までをマスク期間（基準時間）として設定し、マスク期間の経過までは逆電流の検出を禁止するように制御する。より具体的には、逆電圧印加開始後、第１回目の逆電流I1を検出する時刻T1を、マスク期間経過時とし、第２回目の逆電流I2を検出する時刻T2は、時刻T1より更に後の、逆電圧印加開始後から基準経過時間が経過した後とする。   However, in order to more accurately determine the presence or absence of cracks in the air-fuel ratio sensor 10, it is preferable that the difference in oxygen concentration in the atmospheric layer 18 due to the presence or absence of cracks be more strongly reflected in the reverse current ratio. . Therefore, in the third embodiment, the detection of the reverse current is prohibited while the negative large current flows, and the negative large current is not used for the calculation of the reverse current ratio. For this reason, the mask period (reference time) is set from the start of reverse voltage application to the passage of a period during which a negative large current is expected to flow, and control is performed to prohibit detection of the reverse current until the mask period has elapsed. . More specifically, after the application of the reverse voltage, the time T1 at which the first reverse current I1 is detected is the time when the mask period has elapsed, and the time T2 at which the second reverse current I2 is detected is further from the time T1. Later, after the reference elapsed time has elapsed since the start of reverse voltage application.

ここで、マスク期間は、１．負の大電流が十分に収束していること、２．クラック時の電流が既に減少しすぎない範囲であること、等の条件を満たすような期間とし、空燃比センサ１０ごとに実験等により決定される。決定されたマスク期間は、予めコンピュータ３０に記憶される。   Here, the mask period is 1. 1. The negative large current is sufficiently converged. The period is such that the current at the time of cracking does not decrease too much, and the period is satisfied, and is determined for each air-fuel ratio sensor 10 by experiments or the like. The determined mask period is stored in the computer 30 in advance.

図１３は、この発明の実施の形態３においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図１３のルーチンは、ステップＳ１１５の後に、ステップＳ３０２の処理を有する点を除き、図９のルーチンと同じである。具体的に、図１３のルーチンでは、ステップＳ１１４において逆電圧の印加が開始された後、ステップＳ１１５において、逆電圧印加開始からの経過時間（印加時間）のカウントが開始される。その後、ステップＳ３０２において、逆電圧印加開始から、マスク期間が経過したか否かが判定される。ステップＳ３０２においてマスク期間の経過が認められない場合には、マスク期間の経過が認められるまで、繰り返しステップＳ３０２の判定が行われる。   FIG. 13 is a flowchart for illustrating a control routine executed by the system in the third embodiment of the present invention. The routine of FIG. 13 is the same as the routine of FIG. 9 except that the process of step S302 is included after step S115. Specifically, in the routine of FIG. 13, after application of the reverse voltage is started in step S114, counting of elapsed time (application time) from the start of application of the reverse voltage is started in step S115. Thereafter, in step S302, it is determined whether or not the mask period has elapsed since the reverse voltage application started. When the elapse of the mask period is not recognized in step S302, the determination in step S302 is repeatedly performed until the elapse of the mask period is recognized.

ステップＳ３０２においてマスク期間の経過が認められると、次に逆電流I1が検出される（Ｓ１１６）、その後、逆電圧印加開始後、基準経過時間が経過したことが認められると、逆電流I2が検出される。その後、ステップＳ１２２〜Ｓ１３４に従って、検出された逆電流I1、I2から逆電流比が算出され、気圧に応じてこの逆電流比が補正され、空燃比センサのクラック有無の判定が行われる。   When the elapse of the mask period is recognized in step S302, the reverse current I1 is next detected (S116). Thereafter, when it is recognized that the reference elapsed time has elapsed after the reverse voltage application is started, the reverse current I2 is detected. Is done. Thereafter, according to steps S122 to S134, the reverse current ratio is calculated from the detected reverse currents I1 and I2, the reverse current ratio is corrected according to the atmospheric pressure, and the presence or absence of a crack in the air-fuel ratio sensor is determined.

以上説明したように、実施の形態３においては、逆電圧印加開始直後の短時間、クラック検出に用いる逆電流の検出を禁止する。これにより逆電圧印加直後の負の大電流に基づいて、誤判定がなされることを防ぐことができる。これにより、高精度に空燃比センサのクラックの有無を判定することができる。   As described above, in the third embodiment, detection of the reverse current used for crack detection is prohibited for a short time immediately after the start of reverse voltage application. As a result, erroneous determination can be prevented based on the negative large current immediately after application of the reverse voltage. Thereby, the presence or absence of a crack of the air-fuel ratio sensor can be determined with high accuracy.

なお、実施の形態３では、実施の形態１と同様に、逆電流比I1/I2を気圧に応じて補正した補正逆電流比*I1/I2を用いて、クラック有無を判断する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、例えば、実施の形態１の他の例において説明したように逆電流比を補正せず、気圧に応じて判定値を設定するものに適用して用いることもできる。また、実施の形態２において説明したように、検出された気圧が基準気圧以上である場合にのみクラックの検出を行う制御に適用することもできる。このようにしても、同様の効果が得られ、正確に空燃比センサ１０のクラック有無の判定を行うことができる。   In the third embodiment, as in the first embodiment, the case where the presence / absence of a crack is determined using the corrected reverse current ratio * I1 / I2 obtained by correcting the reverse current ratio I1 / I2 according to the atmospheric pressure has been described. . However, the present invention is not limited to this. For example, as described in another example of the first embodiment, the reverse current ratio is not corrected, and the present invention is applied and used for setting a determination value according to the atmospheric pressure. You can also Further, as described in the second embodiment, the present invention can also be applied to control for detecting cracks only when the detected atmospheric pressure is equal to or higher than the reference atmospheric pressure. Even if it does in this way, the same effect can be acquired and the presence or absence of the crack of the air-fuel ratio sensor 10 can be determined correctly.

なお、実施の形態３において、ステップＳ１１５が実行されることにより、この発明の「印加時間検出手段」が実現し、ステップＳ３０２が実行されることにより「印加時間判定手段」及び「逆電流検出許可手段」が実現する。   In the third embodiment, the “application time detection means” of the present invention is realized by executing step S115, and the “application time determination means” and “reverse current detection permission” are realized by executing step S302. Means "are realized.

また、以上の実施の形態において、各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、本発明に必ずしも必須のものではない。   In addition, in the above embodiment, when referring to the number of each element, quantity, quantity, range, etc., unless otherwise specified or clearly specified in principle, the reference The number is not limited. Further, the structures described in the embodiments, steps in the method, and the like are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.

本発明の実施の形態１において用いられる空燃比センサの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the air fuel ratio sensor used in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１において用いられる空燃比センサを駆動するためのエンジンコンピュータの構成を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the structure of the engine computer for driving the air fuel ratio sensor used in Embodiment 1 of this invention. 空燃比センサに逆電圧を印加した場合の正常センサと異常センサのそれぞれの出力について説明するための図である。It is a figure for demonstrating each output of a normal sensor and an abnormal sensor at the time of applying a reverse voltage to an air fuel ratio sensor. 本発明の実施の形態１において、空燃比センサに逆電圧を印加した場合の正常センサと異常センサのそれぞれの出力について説明するための図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure for demonstrating each output of a normal sensor and an abnormal sensor at the time of applying a reverse voltage to an air fuel ratio sensor. 本発明の実施の形態１における、逆電流比と判定値と、気圧との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a reverse current ratio, the determination value, and atmospheric | air pressure in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における、逆電流比に対する補正係数と気圧との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the correction coefficient with respect to a reverse current ratio, and atmospheric | air pressure in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１におけるクラック検出実行における吸入空気量の条件について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conditions of the intake air amount in the crack detection execution in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１において、クラック検出開始の条件判定のため、システムが実行する制御のルーチンである。In Embodiment 1 of this invention, it is a control routine which a system performs for condition determination of a crack detection start. 本発明の実施の形態１においてシステムが実行する制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the routine of control which a system performs in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１の他の例における、逆電流比に対する判定値と気圧との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the determination value with respect to a reverse current ratio, and atmospheric | air pressure in the other example of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２においてシステムが実行する制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control routine which a system performs in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３において、空燃比センサに逆電圧を印加した場合の常センサと異常センサのそれぞれの出力について説明するための図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure for demonstrating each output of the normal sensor and abnormal sensor at the time of applying a reverse voltage to an air fuel ratio sensor. 本発明の実施の形態３においてシステムが実行する制御のルーチンを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the routine of control which a system performs in Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 空燃比センサ
１２ ヒータ層
１４ ヒータ
１６ 大気層形成部材
１８ 大気層
２０ 電解質層
２２ 大気側電極
２４ 排気側電極
２６ 拡散抵抗層
３０ エンジンコンピュータ
３２ 水温センサ
３４ 大気圧センサ
３６ エアフロメータ
４２ 正極端子
４４ 負極端子
４６ トランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Air-fuel ratio sensor 12 Heater layer 14 Heater 16 Atmosphere layer formation member 18 Atmosphere layer 20 Electrolyte layer 22 Atmosphere side electrode 24 Exhaust side electrode 26 Diffusion resistance layer 30 Engine computer 32 Water temperature sensor 34 Atmospheric pressure sensor 36 Air flow meter 42 Positive electrode terminal 44 Negative electrode Terminal 46 Transistor

Claims (15)

排気ガスセンサの大気側電極の電位より排気側電極の電位が高くなるように両電極間に逆電圧を印加する逆電圧印加手段と、
前記逆電圧の印加に伴って前記両電極間を流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
前記大気側電極に供給される大気圧を検出する大気圧検出手段と、
前記逆電流と、前記大気圧とに応じて、前記排気ガスセンサの異常を検出する異常検出手段と、
を備えることを特徴とする排気ガスセンサの異常診断装置。 Reverse voltage applying means for applying a reverse voltage between both electrodes so that the potential of the exhaust side electrode is higher than the potential of the atmosphere side electrode of the exhaust gas sensor;
Reverse current detection means for detecting a reverse current flowing between the electrodes in accordance with the application of the reverse voltage;
Atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure supplied to the atmosphere side electrode;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the exhaust gas sensor according to the reverse current and the atmospheric pressure;
An exhaust gas sensor abnormality diagnosis device comprising: 前記逆電流を、前記大気圧に応じて補正した補正逆電流を演算する補正逆電流演算手段を、更に備え、
前記異常検出手段は、前記補正逆電流に応じて、前記排気ガスの異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。 A corrected reverse current calculating means for calculating a corrected reverse current obtained by correcting the reverse current according to the atmospheric pressure,
The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the abnormality detection means detects an abnormality of the exhaust gas in accordance with the corrected reverse current. 前記補正逆電流演算手段は、前記大気圧が低い場合ほど、前記逆電流の大きさが大きくなるように補正することを特徴とする請求項２に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。   The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 2, wherein the corrected reverse current calculation means corrects the reverse current so that the magnitude of the reverse current increases as the atmospheric pressure is lower. 前記逆電圧印加中における前記逆電流の変化量を、前記大気圧に応じて補正した補正変化量を演算する補正変化量演算手段を、更に備え、
前記異常検出手段は、前記補正変化量に基づいて、前記排気ガスセンサの異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。 A correction change amount calculating means for calculating a correction change amount obtained by correcting the change amount of the reverse current during application of the reverse voltage according to the atmospheric pressure;
The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the abnormality detection unit detects an abnormality of the exhaust gas sensor based on the correction change amount. 前記補正変化量演算手段は、前記大気圧が低い場合ほど、前記変化量が小さな値となるように補正することを特徴とする請求項４に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。   5. The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 4, wherein the correction change amount calculation means corrects the change amount so that the change amount becomes smaller as the atmospheric pressure is lower. 前記逆電気印加中の、第１時刻における第１逆電流の、前記第１時刻より後の第２時刻における第２逆電流に対する割合である逆電流比を、前記変化量として演算する逆電流比演算手段を、更に備えることを特徴とする請求項４または５に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。   A reverse current ratio that calculates, as the amount of change, a reverse current ratio that is a ratio of a first reverse current at a first time to a second reverse current at a second time after the first time during the application of reverse electricity. 6. The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 4, further comprising a calculation means. 前記大気圧に応じて、前記排気ガスセンサの異常の有無の判定に用いる判定値を設定する判定値設定手段を、更に備え、
前記異常検出手段は、前記逆電流の大きさと、前記判定値とを比較して、前記排気ガスセンサの異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。 A determination value setting means for setting a determination value used for determining whether or not the exhaust gas sensor is abnormal according to the atmospheric pressure;
2. The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the abnormality detection unit detects an abnormality of the exhaust gas sensor by comparing the magnitude of the reverse current with the determination value. 前記判定値設定手段は、前記大気圧が低い場合ほど、前記判定値が小さな値となるように、前記判定値を設定することを特徴とする請求項７に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。   8. The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 7, wherein the determination value setting means sets the determination value so that the determination value becomes smaller as the atmospheric pressure is lower. 前記大気圧に応じて、前記排気ガスセンサの異常の有無の判定に用いる判定値を設定する判定値設定手段を、更に備え、
前記異常検出手段は、前記逆電圧印加中の前記逆電流の変化量と、前記判定値とを比較して、前記排気ガスセンサの異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。 A determination value setting means for setting a determination value used for determining whether or not the exhaust gas sensor is abnormal according to the atmospheric pressure;
2. The exhaust gas sensor according to claim 1, wherein the abnormality detection unit detects an abnormality of the exhaust gas sensor by comparing a change amount of the reverse current during application of the reverse voltage with the determination value. Abnormality diagnosis device. 前記判定値設定手段は、前記大気圧が低い場合ほど、前記判定値が大きな値となるように、前記判定値を設定することを特徴とする請求項９に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。   The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 9, wherein the determination value setting means sets the determination value such that the determination value becomes larger as the atmospheric pressure is lower. 前記逆電気印加中の、第１時刻における第１逆電流の、前記第１時刻より後の第２時刻における第２逆電流に対する割合である逆電流比を、前記変化量として演算する逆電流比演算手段を、更に備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の排気ガスセンサの異常診断装置。   A reverse current ratio that calculates, as the amount of change, a reverse current ratio that is a ratio of a first reverse current at a first time to a second reverse current at a second time after the first time during application of the reverse electricity. The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 9 or 10, further comprising a calculation means. 前記大気圧が、基準気圧以上であるか否かを判定する大気圧判定手段と、
前記大気圧が、前記基準気圧以上であることが認められない場合に、前記逆電圧の印加を禁止する逆電圧印加禁止手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の排気ガスセンサの異常診断装置。 Atmospheric pressure determination means for determining whether the atmospheric pressure is equal to or higher than a reference atmospheric pressure;
Reverse voltage application prohibiting means for prohibiting application of the reverse voltage when the atmospheric pressure is not recognized to be higher than the reference atmospheric pressure;
The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to any one of claims 1 to 11, further comprising: 逆電圧印加開始からの経過時間を印加時間として検出する印加時間検出手段と、
前記印加時間が、基準時間以上となったか否かを判定する印加時間判定手段と、
前記印加時間が、前記基準時間以上となったことが認められた場合に、前記逆電流の検出を許可する逆電流検出許可手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の排気ガスセンサの異常診断装置。 Application time detection means for detecting the elapsed time from the start of reverse voltage application as the application time;
Application time determination means for determining whether or not the application time is equal to or greater than a reference time;
Reverse current detection permission means for permitting detection of the reverse current when it is recognized that the application time is equal to or longer than the reference time;
The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to any one of claims 1 to 12, further comprising: 内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量が、基準吸入空気量以上であるか否かを判定する吸入空気量判定手段と、
前記吸入空気量が、前記基準吸入空気量以上であると判定された場合に、前記逆電圧の印加を許可する逆電圧印加許可手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の排気ガスセンサの異常診断装置。 Intake air amount detection means for detecting the intake air amount of the internal combustion engine;
An intake air amount determination means for determining whether or not the intake air amount is greater than or equal to a reference intake air amount;
Reverse voltage application permission means for permitting application of the reverse voltage when the intake air amount is determined to be equal to or greater than the reference intake air amount;
The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, further comprising: 内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量が、基準吸入空気量以上であるか否かを判定する吸入空気量判定手段と、
前記吸入空気量が、前記基準吸入空気量以上であると判定されてからの、吸入空気の積算量の演算を行う積算量演算手段と、
前記積算量が、基準積算量以上であるか否かを判定する積算量判定手段と、
前記積算量が、前記基準積算量以上であると判定された場合に、前記逆電圧の印加を許可する逆電圧印加許可手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の排気ガスセンサの異常診断装置。 Intake air amount detection means for detecting the intake air amount of the internal combustion engine;
An intake air amount determination means for determining whether or not the intake air amount is greater than or equal to a reference intake air amount;
Integrated amount calculation means for calculating an integrated amount of intake air after the intake air amount is determined to be equal to or greater than the reference intake air amount;
Integrated amount determination means for determining whether or not the integrated amount is equal to or greater than a reference integrated amount;
Reverse voltage application permission means for permitting application of the reverse voltage when the accumulated amount is determined to be equal to or greater than the reference accumulated amount;
The exhaust gas sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, further comprising:
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